La física del quarkonio pesado

Abstract

Los sistemas de quarkonio pesado constituyen un marco privilegiado para estudiar la cromodinámica cuántica (QCD), ya que presentan una jerarquía de escalas bien definida que permite describirlos mediante teorías efectivas de campos (EFT). En este trabajo se desarrolla la descripción efectiva del quarkonio pesado mediante las teorías NRQCD y pNRQCD, derivadas de QCD a través de la separación sistemática de escalas. Para ello, se llevan a cabo explícitamente los procedimientos de matching a nivel árbol, obteniéndose los coeficientes de Wilson asociados a NRQCD y los potenciales efectivos de pNRQCD, tanto dependientes como independientes del espín, que gobiernan la dinámica de estos sistemas. Asimismo, se estudia la evolución de la constante de acoplo fuerte mediante el grupo de renormalización y su relevancia en la descripción de estos sistemas. Como aplicación fenomenológica, se calcula el desdoblamiento hiperfino de los estados fundamentales de charmonio y bottomonio, comparando las predicciones teóricas a primer y segundo orden con los resultados experimentales. Los resultados obtenidos permiten analizar la dependencia del desdoblamiento hiperfino con la escala de renormalización y evaluar el impacto de las correcciones perturbativas sobre la estabilidad de las predicciones teóricas.