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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.76.2022.tde-30012023-161629
Documento
Autor
Nome completo
Fabio Henrique Oliani
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2022
Orientador
Banca examinadora
Boito, Diogo Rodrigues (Presidente)
Higa, Renato
Oliveira, Emmanuel Gräve de
Torres, Alberto Martinez
Zanetti, Carina Maria
Título em português
Renôrmalons e correções de ordem alta da QCD perturbativa em decaimentos hadrônicos do tau
Palavras-chave em português
Acoplamento forte
QCD
Renôrmalons
Tau
Resumo em português
Determinações precisas do acoplamento forte, s, a partir dos decaimentos τ → (hádrons) + vr e do processo e + e → (hádrons) abaixo da massa do quark c dependem de Regras de Soma a Energia Finita. Nelas, o lado experimental é dado pelos momentos integrados da função espectral e o lado teórico está diretamente ligado com as correções perturbativas obtidas a partir da função de Adler, sendo esta conhecida, no momento, a cinco loops, no limite quiral. Neste trabalho, estudamos dois aspectos do lado teórico das regras de soma, sempre usando, num primeiro momento, o limite large-β0 como um laboratório. A expansão da função de Adler, neste limite, é conhecida exatamente em todas as ordens e serve como um modelo para a QCD completa. Primeiramente, aplicamos o método dos aproximantes de Padé e suas variantes para extrair informações sobre as correções de ordens mais altas da função de Adler. As estratégias desenvolvidas podem ser entendidas em termos da estrutura analítica da série no plano de Borel. Ao fim obtivemos predições confiáveis, independentes de modelo, para os coeficientes de ordens mais altas da função de Adler. Estes resultados têm impactado a incerteza final de αs em determinações recentes, reduzindo-a. Em um segundo momento, estudamos os renôrmalons que aparecem na transformada de Borel dos momentos polinomiais. Estabelecemos uma conexão direta entre os renôrmalons e o comportamento perturbativo dos momentos integrados. Usando variações de esquema e uma transformada de Borel modificada, estudamos o polo do renôrmalon infra-vermelho dominante que está por trás dos momentos cujas séries perturbativas são instáveis, enquanto os momentos com bom comportamento perturbativo se beneficiam de cancelamentos parciais dos renôrmalons. Finalmente, discutimos um truncamento otimizado da série perturbativa baseado em variações de esquema de renormalização.
Título em inglês
Renormalons and higher-order perturbative QCD corrections in hadronic tau decays
Palavras-chave em inglês
QCD
Renormalons
Strong coupling
Tau
Resumo em inglês
Precise determinations of the strong coupling, αs, from hadronic τ decays and from e + e → (hadrons) below the c-quark mass rely on Finite Energy Sum Rules. In these sum rules, the experimental side is given by integrated spectral function moments and the theoretical side is directly connected with the perturbative corrections obtained from the Adler function, which are known, at present, at five loops, in the chiral limit. In this work, we study two aspects of the theoretical side of the sum rules, always using, at first, the large-β0 limit as a laboratory. The expansion of the Adler function, in this limit, is known exactly to all orders and serves as a model for full QCD. First, we apply the method of Padé approximants and its variants to extract information about the higher-order corrections of the Adler function. The strategies developed here can be understood in terms of the analytical structure of the series in the Borel plane. In the end, we obtained reliable, model-independent predictions for the higher-order coefficients of the Adler function. These results have impacted the final uncertainty of αs in recent determinations, reducing it. Second, we study the renormalons that appear in the Borel transform of polynomial moments. We establish a direct connection between renormalons and the perturbative behavior of integrated moments. Using scheme variations and a modified Borel transform, we study the pole of the dominant infrared renormalon that governs the moments whose perturbative series are unstable, while the moments with good perturbative behavior benefit from partial cancellations of renormalons. Finally, we discuss an optimized truncation of the perturbative series based on renormalization scheme variations.
 
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Data de Publicação
2023-01-31
 
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