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从量子色动力学对核子轴耦合的百分之一精度确定

高能物理 - 格点 2018-06-08 v1 高能物理 - 实验 高能物理 - 唯象学 核实验 核理论

摘要

核子的轴耦合 gAg_A 是其与粒子物理标准模型的弱轴流的耦合强度,正如电荷是与电磁流的耦合强度一样。该轴耦合决定了中子衰变为质子的速率、核子间吸引性长程力的强度以及核物理的其他特征。在标准模型框架内,核环境中的标准模型精度检验需要根植于量子色动力学(标准模型的支柱之一)的对核物理的定量理解。gAg_A 的突出地位使其成为理论上确定的基准量——这是一项困难的任务,因为量子色动力学是非微扰的,排除了已知的解析方法。格点量子色动力学提供了量子色动力学的严格、非微扰定义,可数值实现。据估计,如果克服两个挑战,到2020年可能达到百分之二的精度:计算中必须控制来自激发态对 gAg_A 的污染,且必须显著改善统计精度。本文报道 gAQCD=1.271±0.013g_A^{QCD} = 1.271\pm0.013 的计算,使用一种受费曼-海尔曼定理启发的非常规方法克服了这些挑战。

关键词

引用

@article{arxiv.1805.12130,
  title  = {A percent-level determination of the nucleon axial coupling from Quantum Chromodynamics},
  author = {Chia Cheng Chang and Amy Nicholson and Enrico Rinaldi and Evan Berkowitz and Nicolas Garron and David A. Brantley and Henry Monge-Camacho and Christopher J. Monahan and Chris Bouchard and M. A. Clark and Bálint Joó and Thorsten Kurth and Kostas Orginos and Pavlos Vranas and André Walker-Loud},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1805.12130},
  year   = {2018}
}

备注

Published in Nature. 46 pages total: Main text 4 pages, Extended Data 8 pages, Supplemental 34 pages. Supporting data and code at https://github.com/callat-qcd/project_gA or https://zenodo.org/record/1241374