Desintegraciones hadrónicas y radiativas del leptón tauτ− → (P P P)−ντ , τ− → P−γντ

Resum

En esta Tesis doctoral se ha motivado el interés del estudio de las desintegraciones semileptónicas, o hadrónicas, del leptón tau. A continuación se ha discutido cómo tratarlas rigurosamente desde el punto de vista teórico y se ha justificado que la Teoría Quiral de Resonancias (RChT) es un marco teórico adecuado para tratar estos problemas. Se han estudiado las desintegraciones del tau a tres piones y un neutrino tauónico. Con nuestro trabajo hemos completado el estudio de la hadronización de la corriente axial-vector en las desintegraciones de taus a tres mesones y hemos encontrado un esquema consistente para tratar de modo simultáneo funciones de Green y factores de forma relacionados. Hemos calculado en RChT la anchura de la resonancia axial-vector a1 fuera de su capa másica, lo que es un resultado capital, ya que podrá ser utilizada en un gran número de aplicaciones fenomenológicas subsiguientes, donde dicha anchura intervenga. Hemos finalmente comprobado que el esquema propuesto funciona, ya que ofrece una descripción muy buena de los distintos observables experimentales medidos en este tipo de desintegraciones. De este modo, hemos conseguido el objetivo propuesto de completar la descripción de la hadronización de las corrientes de la Cromodinámica Cuántica (QCD) en este tipo de procesos. También se han estudiado las desintegraciones del tau a estados con dos kaones y un neutrino tauónico. Así, hemos realizado el primer estudio de la hadronización de la corriente vectorial en procesos de este tipo con más de dos mesones. Para ello hemos extendido el Lagrangiano de RChT, incluyendo las interacciones entre una resonancia vectorial y tres pseudoescalares, lo que ha permitido reproducir la tasa de desintegración omega a tres piones y analizar consistentemente las desintegraciones del tau que estudiamos. Al no disponer de información experimental suficiente cuando terminamos nuestro trabajo teórico, utilizamos relaciones de isospín para poder valernos de los datos en la sección eficaz electrón-positrón a modos KKpi. Los recientes datos de Belle en la desintegración tauónica confirman que nuestra descripción es adecuada a bajas energías y en particular, mejora drásticamente la antigua versión del generador Monte Carlo Tauola. De este modo, conseguimos nuestro objetivo de determinar la hadronización de la corriente vectorial de QCD en este tipo de procesos por primera vez.