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从格点量子色力学计算的质子和中子电磁结构因子:连续极限下

高能物理 - 格点 2025-07-29 v1

摘要

我们使用格点量子色力学计算了质子和中子的电磁结构因子。我们采用 NfN_\mathrm{f}=2+1+1 扭质子克尔改进费米子,其夸克质量调谐至物理值。三个包含 lattice 间距为 aa=0.080 fm、0.068 fm、0.057 fm、并约等于相同物理体积的集合,使我们能够在物理胡子质量下直接获得连续极限。对于每个集合,我们使用多个 sink-source 时间分离值,范围从 0.5 fm 到 1.5 fm,以进行对激发态效应的彻底分析(多状态拟合)。还分析了断开贡献,使用高统计量结合技术来缓解费米环路估计中的随机噪声。这些技术包括低模式削减、在颜色和自旋分量上的稀释以及层次探测。我们研究了结构因子随动量传递的依赖性,使用 zz 展开和偶极 Ansatz,使我们能够在连续极限下提取电子和磁半径以及磁矩,以及 Zemach 和 Friar 半径。结果为质子和中子电子和磁均方半径为 rE2p=0.860(38)(23)\sqrt{\langle r_E^2\rangle^p} = 0.860(38)(23) fm、rE2n=0.147(48)\langle r_E^2\rangle^n = -0.147(48) fm2^2rM2p=0.870(53)(15)\sqrt{\langle r_M^2\rangle^p} = 0.870(53)(15) fm 和 rM2n=0.913(67)(19)\sqrt{\langle r_M^2\rangle^n} = 0.913(67)(19) fm,以及质子和中子磁矩 μp=2.849(92)(52)\mu^p=2.849(92)(52)μn=1.819(76)(29)\mu^n=-1.819(76)(29)。在所有情况下,第一个误差为统计误差,第二个为系统误差,其中后者包括对结构因子动量依赖性拟合和连续外推误差的估计。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.20910,
  title  = {Proton and neutron electromagnetic form factors from lattice QCD in the continuum limit},
  author = {Constantia Alexandrou and Simone Bacchio and Giannis Koutsou and Bhavna Prasad and Gregoris Spanoudes},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20910},
  year   = {2025}
}

备注

30 pages, 24 figures, and 20 tables