零温度磁场中 $(2\!+\!1)$ 味 QCD 的手征性质

我们在物理π子质量下，对零温度背景磁场中 $(2\!+\!1)$ 味 QCD 的手征性质进行了格点 QCD 研究。模拟采用高度改进的交错夸克作用，并在四种不同的格距下进行，以实现可控的连续外推。我们计算了重整化的手征凝聚，以及π子、K子和虚构的 $\eta^0_{s\bar{s}}$ 赝标量介子的质量和衰变常数作为磁场强度 $eB$ 的函数，直至 $eB\simeq1.2$ $\mathrm{GeV}^2$。手征凝聚表现出明显的磁催化效应，随磁场强度单调增加。在介子部分，中性赝标量质量随 $eB$ 稳步下降，而带电赝标量质量则表现出非单调响应：它们在弱场时上升，与最低朗道能级预期一致，但在强场时饱和并略微下降，表明存在显著的内部结构效应。同时，中性赝标量衰变常数受到磁场的强烈增强。为了量化对手征对称关系的偏离，我们分离了 Gell-Mann--Oakes--Renner 修正中由磁场引起的偏移，发现对于中性π子该偏移仍然很小，但对于中性K子则变得显著。为了阐明磁响应的起源，我们分别分析了海夸克和价夸克对中性及带电介子质量的贡献，发现价夸克效应在零温度下占主导地位。这些结果为 QCD 手征对称性破缺与强磁场之间的相互作用提供了新见解。