Selected production mechanism of quarkonia with even charge parity

Abstract

Celem niniejszej rozprawy jest analiza wybranych mechanizmów produkcji kwarkonii o dodatniej parzystości ładunkowej. W szczególności rozważaniom zostały poddane bezspinowe stany związane kwarku powabnego i antykwarku antypowabnego takie jak ηc(1S), ηc(2S) χc0(1P), a także bezspinowy stan związany kwarku dolnego i antykwarku antydolnego χb0. Amplituda procesów została sformułowana w podejściu k⊥-faktoryzacji z wykorzystaniem nowo opracowanego modelu za pomocą funkcji falowych stanów związanych na stożku świetlnym. Mianowicie, funkcje falowe na stożku świetlnym posłużyły do skonstruowania odpowiednich form faktorowi przejścia γ∗γ∗ → ηc, γ∗γ∗ → χQ, a następnie zaadoptowane do procesów z udziałem protonów. Ponadto dyskusji został poddany proces produkcji pary kwarkonii powabnych χc0χc0, χc1χc1, χc2χc2 z dodatkowa¸ emisja¸ gluonu w trzech różnych konfiguracjach. Jednym z rozważanych aspektów jest również proces ekskluzywnej produkcji ηc(1S) oraz χc0(1P) w zderzeniach proton-proton przy pomocy modelu zaproponowanego przez grupę z Durham z zastosowaniem nowo opracowanej amplitudy przejścia.

The purpose of this dissertation is to analyze selected production mechanisms of quarkonia with positive charge parity. In particular, the quark- antiquark bound states such as ηc(1S), ηc(2S), χc0(1P) as well as a spin- less bound state of the bottom quark and anti-bottom quark χb0(1P) were considered. The amplitude of the processes was formulated in the k⊥-factorization approach using a newly developed model by means of the light cone wave functions of bound states. Namely, the wave functions on the light cone were used to construct the appropriate transition form factors γ∗γ∗ → ηc and γ∗γ∗ → χQ and then adapted to the processes involving protons. In addition, the processes of producing a charmonium pairs χc0χc0, χc1χc1, χc2χc2 with additional gluon emission in three diferent confgurations were discussed. Another mechanism taken under investigation in the thesis is the exclusive production of ηc(1S) and χc0(1P) in proton-proton collisions using the model proposed by the Durham group with applied newly developed reaction vertex.