基于介质内手征微扰理论的有限核密度下π介子性质

我们在介质内手征微扰理论框架下，计算了对称核物质中直至密度展开次领头阶 $O(k_F^4)$ 的介质内π介子性质，即时间分量π介子衰变常数 $f_t$、π介子质量 $m_\pi^*$ 以及波函数重整化。描述π介子 - 核子相互作用的手征拉格朗日量在真空中确定，其低能常数由实验观测量固定。我们仔细定义了π介子的介质内态，发现π介子波函数对介质内π介子性质起着至关重要的作用。研究表明，线性密度修正占主导地位，而在饱和密度下次领头阶修正并不显著，但在更高密度下其贡献可能变得重要。次领头阶的主要贡献来自双重散射项。我们还讨论了在超越线性密度近似的核介质中，低能定理（包括 Gell-Mann--Oakes--Renner 关系和 Glashow--Weinberg 关系）是否成立。我们发现，包含次领头阶贡献后，饱和密度下的波函数重整化增强幅度高达 $50\%$，且该波函数重整化效应可通过介质内 $\pi^0\to \gamma\gamma$ 衰变进行测量。