Spectroscopy, reactions and decay mechanisms of mesons with heavy quarks

Abstract

[ES] Se presenta en este trabajo un estudio exhaustivo de las propiedades de mesones pesados usando un modelo de quark constituyente no relativista. Nos hemos centrado en la descripción del espectro y de las desintegraciones electromagnéticas, fuertes y débiles. Pueden encontrarse a lo largo de este trabajo la descripción de las diferentes aproximaciones que se usan y la comparación de nuestros resultados con los datos experimentales y con los resultados obtenidos a través de otras aproximaciones. Se ha obtenido una descripción global bastante razonable del espectro de mesones pesados. Se han hecho algunas asignaciones de los mesones XYZ, explicando otras propiedades de los estados asignados. Se han sugerido ciertas modificaciones al modelo de quark constituyente original. Como la incorporación al potencial OGE de las correcciones a 1-loop que ha servido para explicar la masa experimental del mesón D_{s0}^{*}(2317) como un estado c\bar{s}. También, la renormalización con condiciones de contorno aplicada al modelo de quark constituyente nos ha servido para desenmarañar la física del estado fundamental respecto de la de los estados excitados. Hemos llevado a cabo el cálculo de las desintegraciones OZI-permitidas de los mesones pesados. Para ello hemos utilizado dos modelos de desintegración, el modelo 3P0 y un modelo microscópico. Hemos usado la aproximación QCDME para calcular transiciones OZI-suprimidas entre estados vector del charmonio y también del botomonio. Hemos llevado a cabo un estudio de las desintegraciones semileptónicas de los mesones B y B_{s} yendo a mesones encantados y encantados-extraños, respectivamente, y que están orbitalmente excitados. El análisis de las desintegraciones no leptónicas del mesón B en canales D^{(*)}D_{sJ} también se incluye en este trabajo. Se mencionan a continuación los resultados más relevantes. La nueva asignación de la resonancia \psi(4415) como un estado en onda-D dejando el estado 4S al mesón X(4360). La dependencia con la escala del parámetro libre \gamma del modelo 3P0. La descripción del mesón D_{s1}(2536) como un estado j_{q}=3/2 que explica simultaneamente todas sus propiedades

[EN] An exhaustive study of heavy meson properties within a nonrelativistic constituent quark model has been presented in this dissertation. Within the heavy quark sector, we have focused on the spectroscopy and on the electromagnetic, strong and weak decays. The description of the approaches used and the discussion of our results, comparing them with the experimental data and also with the results coming from different theoretical approaches, can be followed along the work. A quite reasonable global description of the heavy meson spectra has been reached. Some tentative assignments of the XYZ mesons has been done explaining other properties of the assigned states. Certain modifications to the model have been suggested. The inclusion of one-loop QCD corrections to the spin-dependent terms of the OGE has served to explain the lower mass of the D_{s0}^{*}(2317) meson as a canonical c\bar{s} structure. The renormalization with boundary conditions applied to the constituent quark model allows us to disentangle the physics of the ground state to that of the excited states. We have performed a calculation of the OZI-allowed decay widths of the heavy mesons using two different decay models, the 3P0 model and a microscopic one. We have used the QCDME approach to calculate OZI-suppressed transitions between charmonium vector states and also between botomonium vector states. We have performed a calculation of the branching fractions for the semileptonic decays of B and B_{s} mesons into final states containing orbitally excited charmed and charmed-strange mesons, respectively. An analysis of the nonleptonic B meson decays into D^{(*)}D_{sJ} is also included. The most relevant results are listed below. The new assignment of the \psi(4415) as a D-wave state leaving the 4S state for the X(4360). The dependence on the scale of the 3P0 free parameter \gamma. The description of the D_{s1}(2536) meson as a j_{q}=3/2 c\bar{s} state is necessary to get a simultaneously explanation of its decay properties