Sistema de Interação Efetiva Quark-Antiquark Pesado via Mecânica Quântica Simplética
Mecânica Quântica Simplética; Quark-Antiquark, Interação efetiva
Este trabalho apresenta uma investigação aprofundada de um sistema bidimensional nãorelativı́stico de interação forte, que modela um estado ligado de quark-antiquark pesado. O estudo é realizado no domı́nio da mecânica quântica simplética e das derivadas fracionárias generalizadas, com o sistema de partı́culas interagindo por meio do potencial fenomenológico de Cornell, que inclui tanto um termo do tipo-coulombiano quanto um termo linear de confinamento. A metodologia empregada envolveu o método de Nikiforov-Uvarov generalizado fracionário e o mapeamento de Levi-Civita (ou mapa de Bohlin) para resolver a equação de Schrödinger no referencial do espaço de fase. Em uma das abordagens, o sistema de interação efetiva é separado em duas partes, onde uma parte é tratada como um análogo ao oscilador harmônico (solução não perturbada) e a outra parte é analisada usando a teoria de perturbação até primeira ordem. A quantização do hamiltoniano é realizada com os operadores estrela, e as autofunções (perturbadas e não perturbadas) são associadas à função de Wigner através do produto estrela de Weyl e da teoria de representação do grupo de Galilei. A não-classicalidade dos estados do méson é investigada usando um indicador de não-classicalidade da função de Wigner, que permite quantificar o desvio do comportamento quântico em relação ao clássico. O estudo prossegue com uma análise de talhada do efeito dos parâmetros fracionários α e β na solução do estado fundamental, que é analisado por meio da função de Wigner. Uma das contribuições fundamentais do modelo é a determinação dos espectros de massa de quarkônios pesados (cc, bb e bc). Os resultados obtidos estão em excelente acordo com dados experimentais, melhorando estudos teóricos anteriores. Prosseguindo, o comportamento quântico do sistema charmeanticharme (cc) que se move sob o potencial de Cornell é investigado. Para isso, utilizamos as abordagens da mecânica quântica simplética e da função de Wigner, incluindo o efeito do spin. Inicialmente, derivamos a representação simplética da equação do tipo Pauli-Schrödinger. Dentro deste formalismo, analisamos três aspectos fundamentais: (i) o confinamento do sistema, (ii) o espectro de energia e o (iii) surgimento de não-classicalidade para os estados do quarkônio. Além disso, calculamos os espectros de massa do méson cc e os resultados obtidos estão em concordância com o dado experimental, aprimorando estudos teóricos anteriores.