基于 2+1+1 味格点 QCD 的夸克对质子自旋的贡献

我们给出了利用格点 QCD 得到的首次经手征-连续外推的上、下和奇异夸克对质子自旋的自旋贡献。对于连通贡献，我们使用了 MILC 合作组生成的 2+1+1 味高度改进交错夸克（HISQ）的十一个系综。它们覆盖四个格点间距 $a \approx \{0.15,0.12,0.09,0.06\}$ fm 和三个介子质量 $M_\pi \approx \{315,220,135\}$ MeV，其中两个处于物理介子质量。断开奇异夸克计算在其中的七个系综上完成，覆盖四个格点间距但仅一个具有物理介子质量。断开轻夸克计算在六个系综上完成，对应 $M_\pi \approx \{315,220\}$ MeV 两个值。对每个系综上所有三个量的高统计量估计使我们能够量化系统不确定性，并在格点间距和轻夸克质量上同时进行手征-连续外推。我们的最终结果为 $\Delta u \equiv \langle 1 \rangle_{\Delta u^+} = 0.777(25)(30)$，$\Delta d \equiv \langle 1 \rangle_{\Delta d^+} = -0.438(18)(30)$，以及 $\Delta s \equiv \langle 1 \rangle_{\Delta s^+} = -0.053(8)$，加总得到夸克对质子自旋的总贡献为 $\sum_{q=u,d,s} (\frac{1}{2} \Delta q) = 0.143(31)(36)$。第二个误差是与手征-连续外推相关的系统不确定性。这些结果在无模型假设下获得，并与最近的 COMPASS 分析 $0.13 < \frac{1}{2} \Delta \Sigma < 0.18$ 以及从各种极化束流或靶数据全局分析得到的 $\Delta q$ 吻合良好。