Métodos no perturbativos y teoría quiral de perturbaciones y aplicaciones a las interacciones mesón-mesón y nucleón-nucleón = Non-perturbative methods and chiral perturbation theory applied to meson-meson and nucleon-nucleon interactions

Resumen

En esta tesis se aplican métodos no perturbativos y la teoría quiral de perturbaciones al estudio de diferentes problemas de física hadrónica. Se estudia el sector escalar-isoescalar de las interacciones mesón-mesón, identificándose la resonancia f0(1710) como la glubola más ligera. Se investiga también la generación dinámica de resonancias pseudoescalares con masas entre 1 y 2 GeV a partir de las interacciones de resonancias escalares con los pseudoescalares más ligeros. La naturaleza del mesón sigma, generado dinámicamente en interacciones de piones, se estudia mediante su factor de forma escalar y el radio cuadrático medio, encontrándose un valor pequeño de este. Esto indica que una imagen de cuatro quarks es más adecuada que la de una molécula de piones. También se estudian los efectos de volumen finito en las interacciones de piones. Finalmente, se propone un nuevo método para el estudio de las interacciones nucleón-nucleón. In this thesis, non-perturbative methods and chiral perturbation theory are applied to different issues of hadron physics. The scalar-isoscalar sector of meson-meson interactions is studied, and the f0(1710) resonance is identified with the lightest glueball. The dynamical generation of pseudoscalar resonances with masses in the range 1-2 GeV from the interactions of scalar resonances and the lightest pseudoscalars is investigated. The nature of the sigma meson, dynamically generated in the pion interactions, is studied by means of its scalar form factor and the quadratic scalar mean radius, finding a small value of the latter. This points to a four-quark picture rather than to a pion molecule. The finite volume effects in pion-pion interactions are also treated. Finally, a new method to study the nucleon-nucleon interactions is proposed. PALABRAS CLAVE teoría quiral de perturbaciones; mesón; nucleón; resonancias; unitariedad; glubola; sigma; retículo; dinámica quiral. KEY WORDS chiral perturbation theory; meson; nucleon; resonances; unitarity; glueball; sigma; lattice; chiral dynamics.