电子-质子与μ子-质子相互作用中的轻海费米子
原子物理
2014-01-17 v2 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
质子半径难题 [R. Pohl et al., Nature vol.466, p.213 (2010) and A. Antognini et al., Science vol.339, p.417 (2013)] 凸显了在标准模型内重新审视轻子-质子相互作用中任何可能的电子-μ子非普适性来源的必要性。表面上，若干微扰过程似乎可能导致这种非普适性。其中之一是在两个价夸克的光子交换中，散射电子耦合进电子真空极化圈而非μ子真空极化圈，该效应仅对电子入射粒子存在，对μ子入射粒子则不存在。然而，我们可以证明，这一效应实际上是对质子极化率对 Lamb 移动贡献的辐射修正的一部分，等价于对双散射的辐射修正。我们得出结论，任何可能的真正非普适性必然与质子结构的非微扰特征有关，例如与作为质子组成成分的轻海费米子的可能存在有关。如果我们假设每个价夸克平均约有 0.7*10^(-7) 个轻海正电子，那么我们可以证明，虚电子-正电子湮灭过程在电子-质子相互作用与μ子-质子相互作用之间导致了一个额外项，其符号与大小恰好能够解释质子半径差异。
引用
@article{arxiv.1401.3666,
title = {Light Sea Fermions in Electron-Proton and Muon-Proton Interactions},
author = {U. D. Jentschura},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.3666},
year = {2014}
}
备注
6 pages; RevTeX; published in Physical Review A in 2013; as compare to the journal version, we have added a note at the end of the paper which pertains to the (new) Ref. [42]; otherwise unchanged