基于格子QCD的 nucleon 轴结构高精度确定方法：消除 $\pi N$ 态污染

我们使用2+1味格子QCD gauge configuration（PACS10 configuration）在物理点生成的格子体积大于 $(10\;{\mathrm{fm}})^4$ 的数据进行精确计算，计算与 nucleon 轴结构相关的物理量。nucleon 矢量轴电流的矩阵元包含两种类型的 nucleon 形式因子，即轴向 ($F_A$) 形式因子和诱导偶标量 ($F_P$) 形式因子。最近的格子QCD模拟在统计精度上达到百分之一水平后，成功复现了从 $F_A(q^2)$ 在动量传递为零 $q^2=0$ 处确定的轴向耦合常数 $g_A$ 的实验值。然而，由于强烈的 $\pi N$ 激发态污染，$F_P$ 形式因子至今未能良好地复现实验值。因此，我们提出了一种消除所谓主导 $\pi N$ 态贡献的简单减法方法，并成功复现了两个关于质子中子捕获实验和 $\pi$ 电生产实验得到的 $F_P(q^2)$ 值。该新方法还可用于 nucleon 偶标量矩阵元，以帮助轴向 Ward-Takahashi 身份确定诱导偶标量耦合 $g_P^\ast$ 和 $\pi$ -nucleon 耦合 $g_{\pi NN}$。