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In the absence of direct observation of Physics Beyond Standard Model at the LHC, precise tests of the theory require increasing accuracy. The decay width of the Higgs boson into photons is known, incompletely, at the 5-loop level, i.e. N4LO in the strong coupling, α4s, while the exact knowledge of the QCD corrections is up to N2LO or the 3-loop level. In this work, we calculated, for the first time, the effect due to higher-order QCD corrections in the decay H → γγ through the so-called large-β0 limit, in which the corrections from the leading-nf terms are known to all orders in αs. The analysis of the series´ singularities in Borel space enable us to study, in a semi-qualitative way, the series behaviour with respect to variations of the renormalization scale. Furthermore, we calculated the Borel sum due to the contribution of the leading-nf diagrams, trying to understand the significance of the diagrams which are sub-leading in nf , and the optimal renormalization energy scale to compute the QCD corrections of Γ(H → γγ). Finally, we estimated the magnitude of the next QCD correction as well as the error due to truncation of the series with the known perturbative corrections in QCD. Na ausência de observação direta de física além do modelo padrão no LHC, testes precisos da teoria requerem precisão cada vez maior. A largura de decaimento do bóson de Higgs em fótons é conhecida, de forma incompleta, até quarta ordem no acoplamento forte, α4s, enquanto o conhecimento exato das correções é conhecido até segunda ordem (N2LO). Neste trabalho, calculamos, pela primeira vez, os efeitos devidos a correções de QCD de ordens superiores no decaimento H → γγ através do chamado limite large-β0, no qual as correções advindas dos termos dominantes em nf são conhecidas em todas as ordens em αs. A análise das singularidades da série no espaço de Borel nos permite estudar, de forma semi-qualitativa, o comportamento da série com as variações da escala de energia. Além disso, calculamos a soma de Borel da série devido à contribuição dos diagramas leading-nf , procurando entender a significância dos diagramas ignorados, i.e. o quão relevante são os diagramas sub-dominantes em nf , e a melhor escala de energia para estimar as correções de QCD do processo Γ(H → γγ). Por fim, estimamos a magnitude da próxima correção em QCD bem como o erro de truncamento da série com o conhecimento atual das correções perturbativas.

O principal objetivo do presente trabalho é expor o procedimento de quantização de teorias de Yang-Mills, através do método de Faddeev-Popov, no formalismo de 1a Ordem, e investigar num primeiro momento sua equivalência (clássica e quântica) ao formalismo usual (2a Ordem) e algumas de suas aplicações, principalmente no cálculo de correções quânticas. Para isso, ideias gerais a respeito do processo de quantização via formalismo de Faddeev-Popov foram expostas, e posteriormente utilizadas no processo de quantização de teorias de Yang-Mills no formalismo de 1a Ordem. Apresenta-se também as ideias gerais relativas ao método de regularização dimensional utilizado no cálculo de correções quânticas à nível de 1-loop para a teoria de Yang-Mills no formalismo de 1a ordem, utilizando-se, para isso, computação simbólica. Foi demonstrado que via formalismo de 1a Ordem, a estrutura ultravioleta encontrada no propagador do bóson de gauge é consistente com a renormalizabilidade da teoria. Embora tenhamos diferenças quanto a estrutura das interações neste novo formalismo, a estrutura das divergências ultravioletas continua a mesma do formalismo usual. The main objective of the present work is to expose the quantization procedure of Yang- Mills theories in first order formalism, by Faddeev Popov\'s method. We want to investigate the classical and quantum equivalence between first and second order formalism, and look and analyze the differences in practical calculations of quantum corrections. Therefore, the general ideas about quantizantion by Faddeev-Popov\'s method was exposed, and used later in first order theory. It is also presented in this work, the main ideas concerning to dimensional regularization used in quantum corrections calculations at one-loop order for Yang-Mills theories, using for that, symbolic computation. It has been shown that upon using the first order formalism, the ultraviolet structre found in gauge boson propagator is also consistent to the theory\'s renormalizability. Although we have differences concerning to interactions structures in this new formalism, the ultraviolet structures from usual formalism is also found in it.

Esta tese apresenta estudos sobre uma possível extensão do Modelo Padrão, suas características teóricas e fenomenológicas. São estudados aspectos do Modelo Padrão relevantes para a análise do setor eletrofraco. Motivado pela solução do problema da hierarquia, é introduzido um espaço de cinco dimensões, com a quinta dimensão curva e compactificada em orbifold. Neste espaço são analisados campos escalares, espinoriais e vetoriais, exibindo modos excitados, os chamados modos de Kaluza-Klein. É incluída uma quarta geração de férmions, sendo então possível obter um setor eletrofraco fortemente acoplado na escala TeV, com a condensação de quarks. Este mecanismo é consequência de acoplamentos não universais com o primeiro modo de Kaluza-Klein do glúon, acoplamentos mais intensos com a quarta geração de quarks. É feita a determinação dos parâmetros dos quarks no espaço de cinco dimensões, resultando no setor de quarks do Modelo Padrão como limite da teoria a baixas energias. A análise teórica termina com a determinação dos acoplamentos dos quarks com o primeiro modo de Kaluza-Klein do glúon. Valendo-se da propriedade de o primeiro modo excitado do glúon trocar sabor, mesmo sendo uma partícula neutra, um estudo fenomenológico é realizado, mostrando que é possível observar eventos no LHC que indicam haver o setor fortemente acoplado, mediante a aplicação dos cortes descritos neste trabalho. This thesis presents studies concerning a possible extension of the Standard Model, its theoretical and phenomenological characteristics. Aspects of the Standard Model that are relevant for the analysis of the electroweak sector are studied. In order to solve the hierarchy problem, a space with ve dimensions is introduced, with the fth dimension curved and compactied in orbifold. Within this space scalar, spinorial and vectorial elds are analysed, showing excited modes, the so-called Kaluza-Klein modes. A fourth generation of fermions is included, which makes it possible to obtain a strongly coupled electroweak sector at the TeV scale, with quarks condensation. This mechanism is possible due to non-universal couplings with the rst Kaluza-Klein mode of the gluon, couplings which are stronger with the fourth generation quarks. The quarks parameters in the ve-dimensional space are determined, leading to the quark sector of the Standard Model as a low energy limit of the theory. The theoretical analysis is nished by the determination of the quarks couplings with the rst Kaluza-Klein mode of the gluon. Using the property of avor exchange by the gluon, even this being a neutral particle, a phenomenological study is carried out, showing that is possible to observe events at the LHC that indicate the existence of the strongly coupled sector, by means of the use of the cuts described in this work.

Estudamos as teorias não-relativísticas e não-comutativas de campos de spin zero e l/2 acoplado minimamente com o campo ele Chern-Simons em 2+ 1 dimensões. Na situação comutativa o modelo escalar foi usado para simular o efeito Aharonov-Bohrn na abordagem da teoria de campos. Na teoria escalar verificamos que, contrariamente ao resultado comutativo, a inclusão ele urna auto--interação quártica do campo escalar não ó necessária para garantir a renormalização ultravioleta do modelo. Entretanto, para obter um limite comutativo analítico a presença ele uma auto-interação quártica é exigida. Mostramos para o caso ele partículas ele spin 1/2 que a contribuição em um laço para a matriz ele espalhamento contendo o termo de Pauli é puramente não--planar. O termo de Pauli desempenha a mesma função ela auto-interação quártica como no caso escalar. Para valores pequenos do parâmetro da não--comutatividade determinamos as correções para o espalhamento Aharonov-Bohm e provamos que, até ordem de um laço, os modelos são livres de singularidades ultravioleta/infravermelha. We study noncommutative nonrelativistic theories of spin 0 and 1/2 field coupled to thc Chern-Sirnons field in 2+1 dimensions. In the commutative situation the scalar model has been used to simulate the Aharonov-Bohm effect in the field theory context. We verified that, contrarily to the commutative result, the inclusion of a quartic self-interaction of the scalar field is not necessary to secure the ultraviolet renormalization of the model. However, to obtain a smooth commutative limit the presence of a quartic gauge invariant self-interaction is required. For the case of spin 1/2 particles we show that the one-loop contributions to the that scattering matrix the which contain the Pauli\'s term are purely nonplanar. Thc Pauli\'s term plays the same role of a quartic self-interaction in the scalar case. For small values of the noncommutative parameter we fix the corrections to the Aharonov-Bohm scattering and prove that up to one-loop the models are free from dangerous infrared/ultraviolet divergences.

Estudamos as principais características das teorias de Chern-Simons, Maxwell e Férmions em 2+1 dimensões, como simetrias C, P, T e invariância de gauge. Introduzimos conceitualmente o formalismo de Matsubara para cálculos da temperatura finita em teorias de campo. Estudamos as correções de ordens mais altas da \'QED IND.2+1\' a temperatura finita, obtendo a parte da ação efetiva que viola paridade usando o método de expansões derivativas em um limite que generaliza o estático. Do cálculo explícito dos termos quadrático, cúbico e de quarta ordem nos campos e linear no campo magnético nós encontramos que essas contribuições podem ser somadas em todas as ordens nas derivadas. E então mostramos que para cada ordem nas derivadas a ação efetiva pode também ser somada em todas as ordens nos campos \'A IND.0\', sendo expressa em função do termo dominante da ação efetiva no limite estático. Provamos a invariância de gauge \'grande\' e \'pequena\' da ação efetiva resultante, no contexto das expansões derivativas Temperature effects in quantum electrodynamics with Chern-Simons interactions

Nesta dissertação nós investigamos o modelo de um campo germiônico interagindo com o campo de gauge de Chern-Simons, utilizando um termo de fixação de gauge não covariante dado por \'\'Lagrangian\' IND.FG\' = 1/2 \'lâmbda\'\'(\'alfa\'\' IND.0\'\'A POT.0\' - \'delta\'. \'A\') POT.2\'. A variação contínua do parâmetro interpolante \'alfa\' entre 0 e 1 reproduz nestes limites o gauge não covariante de Coulomb e o gauge covariante de Lorentz. Calculamos as correções radiativas na aproximação de um loop e determinamos o valor do momento magnético anômalo In this dissertation we investigate the model of a fermionic field interacting with a gaude Chern-SImons field, with a noncovariant gauge fixing term of the form \'\'Lagrangian\' IND.FG\' = 1/2 \'lambda\'\'(\'alpha\'\' IND.0\'\'A POT.0\' - \'delta\'. \'A\') POT.2\', where \'alpha\' is a free parameter. The continuous wariation of \'alpha\' between 0 and 1 bring us from the noncovariant gauge of Coulomb to the covariant Lorentz one. Radiative corrections to the magnetic moment of the fermion is calculated in one loop and sown that different Feynman graphs contribute to the physical result in the Coulomb or the Lorentz gauge.

A interação forte a baixas energias pode ser abordada por meio de lagrangianas efetivas. Nesse contexto, o modelo de Skyrme representa uma forma de descrever bárions, que emergem como sólitons topológicos de uma lagrangiana mesônica quiral. A interação nucleon-nucleon (NN) é comumente tratada neste modelo de maneira aproximada, através do chamado Ansatz Produto (AP), cujo problema mais sério é não reproduzir a atração de alcance intermediário no canal escalar-isoescalar do potencial NN. O objetivo deste trabalho é construir um novo ansatz para o cálculo da interação NN no modelo de Skyrme. Para isso, analisamos o AP, investigando as causas deste problema fenomenológico, e concluímos que deve-se à componente azimutal de seu campo piônico. A partir disto, construímos o Ansatz Novo (AN), com o qual calculamos o novo potencial. Comparando os resultados com outros potenciais existentes, mostramos que o AN constitui uma solução plausível para o problema. Strong interactions at low energies can be treated by means of effective lagrangians. In this context, the Skyrme model is regarded as a way to describe baryons as topological solitons from a chiral mesonic lagrangian. In the framework of this model, nucleon-nucleon (NN) interaction is usually derived in the sudden approximation, by means of the so called Product Ansatz (PA). Its most serious problem is the absence of the intermediate range attraction in the scalar-isoscalar channel of the NN potential. We construct a new ansatz to derive the NN interaction in the Skyrme model. At first, we analise the PA and investigate the causes of its phenomenological problem. We conclude it is due to the azimuthal component of its pionic field. With this result we build the New Ansatz (NA) and calculate the new potential. Comparisons of the results with other existent potentials show that NA constitutes a plausible solution to the problem.

Neste texto nós discutimos o fluxo de energia em reações hadrônicas e em fotoprodução. Apresentamos um modelo de produção de partículas com o qual é fácil estudar a deposição de energia na região central e o efeito de partícula dominante. Analisamos dados de produção de partículas carregadas e charrnosas em várias energias. Discutimos o papel individual das interações soft e semi-hard. Fazemos, entre outras, a previsão de que a energia mais altas, uma fração maior da energia das colisões será depositada na região central e, como consequência, a assimetria observada na produção de charme vai diminuir. Estudamos e propomos um teste experimental para a produção de mesons pesados a partir da fragmentação de quarks leves. We present and apply to several situations a model for particle production. With this model it is possible to understand the energy flow in hadronic reactíons, in photoproduction and also ma.ke predictions for the behaviour of some observables at higher energies. It is also possible to study the individual contributions of soft and semíhard interactions and the individual contributions coming from the central and fragmentation regions. We analyse charged and charmed particle production data at several energies. We predíct, among other things, that an increasing fraction of the reaction energy is going to be released in the central region. As a consequence the asymmetry observed in charm production will decrease. We study and propose as experimental test to heavy meson production from light quark fragmentation.

São vistos os modelos O (N) x O (N) e Thirring da Teoria Quantica de Campos na expansão 1/N. No modelo O (N) x O (N) construímos o potencial efetivo e determinamos o estado fundamental em duas e quatro dimensões. Ainda em quatro dimensões avaliamos os efeitos da temperatura sobre o modelo. Tratamos o modelo de Thirring em (2 + 1) dimensões nos aspectos concernentes a geração dinâmica do termo de Chern-Simons, espectro de partícula, solução da equação de Schwinger-Dyson para a auto-energia dos férmions e simetrias discretas e contínuas. We study the models O(N) x O(N) and Thirring of the Quantum Field Theory in the context of the l/N expansion. In the O(N) x O(N) model we construct the effective potential and obtain the ground state in two and four dimensions. AIso in four dimensions we study the temperature effects on the model. We analyze the Thirring model in (2 + 1) dimensions in the aspects that concerns to dynamic generation of the Chern-Simons term, particle spectrum, solutions of the Schwinger-Dyson equation for the fermions self-energy and discret and continuous symmetries.

CROMODINAMICA QUÂNTICA A TEMPERATURA FINITA Quantum chromodynamics at finite temperature