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Tipo: Monografia
Título: Introdução à Eletrodinâmica e Cromodinâmica Quântica
Título(s) alternativo(s): Introduction to Electrodynamics and Chromodynamics quantum
Autor(es): Vian, Gabriel Vinicius
Primeiro Orientador: Heimfarth, Tobias
Primeiro coorientador: Lima, Leonardo de
Resumo: O modelo padrão (MP) constitui-se em um conjunto de teorias que versam sobre a estrutura da matéria, tratando-se de um arcabouço teórico que estuda os constituintes fundamentais da mesma e suas interações. As interações descritas pelo modelo são: eletromagnética, responsável pela força entre cargas, forte, responsável por manter os núcleos atômicos coesos e pela atração entre os quarks, e fraca, responsável pelos decaimentos. Desse modo, o presente trabalho tem como objetivo apresentar e utilizar o ferramental teórico da teoria da interação eletromagnética, a Eletrodinâmica Quântica (QED), e da teoria da interação forte, a Cromodinâmica Quântica (QCD), para cálculos de grandezas associadas a alguns processos envolvendo partículas. Inicialmente, alguns elementos conceituais do MP são apresentados a fim de introduzir o leitor nessa temática. Na sequência, para apresentação das ferramentas da QED e QCD, são introduzidos tensores, notação de Einstein e métodos perturbativos. A partir desses aspectos, estuda-se a equação de Schrödinger e soluciona-se a mesma via métodos perturbativos (solução de ordem um no potencial V ). Tal solução subsidia a relação entre amplitude de transição e diagramas de interação. Posteriormente, realiza-se o mesmo procedimento para equações de campo de Klein-Gordon e Dirac, e relaciona-se as amplitudes de transição dessas equações com diagramas de Feynman. Essas relações são então sistematizadas nas Regras de Feynman para QED. Alguns elementos conceituais da QCD são expostos, bem como suas regras de Feynman. Na sequência, espalhamentos são apresentados e então analisados à luz das regras de Feynman. A partir dessas análises obtém-se resultados, isto é, grandezas como seções de choque e potenciais de interação, que subsidiam discussões. Os resultados apresentados mostram que as teorias utilizadas possuem boa corroboração experimental e também mostram como se dá a construção e fundamentação das teorias do MP, como a QCD.
Abstract/Resumen: The standard model (SM) is a set of theories that deal with the structure of matter, a theoretical framework that studies its fundamental constituents and their interactions. The interactions described by the model are: electromagnetic, responsible for the force between charges, strong, responsible for keeping atomic nuclei together and for the attraction between quarks, and weak, responsible for decays. Thus, the present work aims to present and use the theoretical tools of the theory of electromagnetic interaction, Quantum Electrodynamics (QED), and of the theory of strong interaction, Quantum Chromodynamics (QCD), for calculations of quantities associated with some processes involving particles. Initially, some conceptual elements of the SM are presented in order to introduce the reader to this theme. Next, to present the QED and QCD tools, tensors, Einstein notation and perturbative methods are introduced. From these aspects, the Schrödinger equation is studied and it is solved using perturbative methods (order one solution in the potential V ). Such a solution supports the relationship between transition amplitude and interaction diagrams. Subsequently, the same procedure is performed for the Klein-Gordon and Dirac field equations, and the transition amplitudes of these equations are related to Feynman diagrams. These relationships are then systematized in Feynman’s Rules for QED. Some conceptual elements of QCD are exposed, as well as its Feynman rules. Next, scatterings are presented and then analyzed in light of Feynman’s rules. From these analyses, results are obtained, that is, quantities such as cross-sections and interaction potentials, which give support to discussions. The results presented show that the theories used have good experimental corroboration and also show how the construction and foundation of SM theories, such as QCD, takes place.
Palavras-chave: Física de Particulas
Cromodinâmica Quântica
Eletrodinâmica Quântica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Realeza
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/5440
Data do documento: 29-Mar-2022
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