利用色散改进手征有效场论从 MUSE 缪子散射提取质子电荷半径

保罗谢勒研究所的 MUSE 实验将进行首次低能缪子-质子弹性散射测量（缪子实验室动量 115-210 MeV），旨在确定质子电荷半径。我们研究了利用色散改进手征有效场论（DI$\chi$EFT）框架提取质子半径的前景。该理论通过复解析性将质子半径与形状因子的有限 $Q^2$ 行为联系起来，并使得利用高达 $Q^2 \sim$ 0.1 GeV$^2$ 的数据提取半径成为可能。我们量化了 $\mu p$ 截面对于质子电荷半径的灵敏度、截面预言的理论不确定性，以及双光子交换修正的大小。我们发现 MUSE 上提取半径的最佳运动学条件为动量 210 MeV 且 $Q^2 \sim$ 0.05-0.08 GeV$^2$。我们在相同运动学下比较了电子与缪子散射的表现。作为副产品，我们得到了 MUSE 上 $\mu p$ 与 $ep$ 截面作为质子半径假定函数值的显式预言。