从强子到原子核的电磁形状因子与电荷密度

本文使用一个简单精确的协变模型（其中标量粒子被建模为两个不同粒子的束缚态）来阐明电磁形状因子的相对论性方面。通过最低阶三角形图的精确协变计算得到模型形状因子，并证明其与使用光前技术得到的结果相同。利用坐标空间变量解释了横向密度的含义，使我们能够识别出与形状因子直接相关的真实均方横向尺寸。我们表明，由于未能满足流守恒，静止系电荷分布通常是不可观测的。由两个带电组分组成的中性系统遵循一个规律：较重的组分通常比较轻的组分更接近横向原点。论证了在中子云模型中，中子的负中心电荷密度源于高纵向动量的π介子。精确定义了非相对论极限，并表明结合能与最轻组分质量之比决定了相对论效应的影响。形状因子的精确相对论公式仅在非常有限的参数范围内简化为波函数平方的三维傅里叶变换的常见形式。对于模拟核子夸克-双夸克模型的质量，我们发现对于任何$Q^2$值都存在显著的相对论修正。使用原子核最低s态的示意模型发现，相对论效应会减小轻核的形状因子，但会增加重核的形状因子。此外，这些态受到相对论的强烈影响。