探测轻子μ原子中核结构修正的不确定性

近期关于轻μ原子中兰姆位移的核结构修正的计算基于参数 η 的展开，其中仅保留至二阶项。参数 η 可证与μ子/质子质量比的平方根成正比，因此其很小且预期该展开收敛。然而，实际实现表明 η 收敛可能慢于预期。本工作中我们使用一种不同形式体系来探查该展开带来的不确定性，该形式体系基于纵向与横向响应函数的多极展开，由 Leidemann 与 Rosenfelder 首次引入。我们将此替代展开称为无 η 形式体系。我们将该形式体系推广以考虑弹性项（如第三 Zemach 矩（或 Friar 矩））的抵消，并将其嵌入计算高效的框架中。我们在μ氘原子情形下实现并检验了此方法。两种方法在点核子极限下的结果比较达到亚百分之一的一致。当引入核子形状因子后，我们发现第三 Zemach 矩与核极化率分别相较无 η 展开有 4% 与 2% 的差异，表明核子形状因子近似应被改进。然而，我们发现这些项之和消除了此种依赖，且由于 η 展开及核子形状因子中相关二阶近似带来的不确定性仅达 0.2%，因此在μ氘原子中完全合理。此计算高效框架为在多于两个核子的轻μ系统中进一步研究铺平了道路，其中控制并降低核结构修正的不确定性对 CREMA 合作组的实验努力至关重要。