基于格点QCD的轻核磁结构

使用带背景磁场的格点 QCD，计算了核子与 $A\le4$ 轻核的磁矩和磁极化率，以及 $M1$ 跃迁 $np\rightarrow d\gamma$ 的截面，计算在味 SU(3) 对称点进行，其中介子质量 $m_\pi\sim 806$ MeV。这些磁性性质从六个不同强度的均匀磁场中的核子与核能量提取。磁矩已在最近一封信中给出。对于带电态，极化率的提取需要谨慎处理朗道能级，其以非平凡方式进入所采用的方法。发现核子极化率与物理值量级相似，其中 $\beta_p=5.22(+0.66/-0.45)(0.23) \times 10^{-4}$ fm$^3$ 且 $\beta_n=1.253(+0.056/-0.067)(0.055) \times 10^{-4}$ fm$^3$，展现出显著的同位旋矢量分量。双中子在这些重夸克质量处束缚，其磁极化率 $\beta_{nn}=1.872(+0.121/-0.113)(0.082) \times 10^{-4}$ fm$^3$ 与中子两倍值显著不同。氘核标量和中子张量极化率的线性组合由 $j_z=\pm 1$ 氘核态能量决定，发现为 $\beta_{d,\pm 1}=4.4(+1.6/-1.5)(0.2) \times 10^{-4}$ fm$^3$。发现三核子与四核子系统的磁极化率为正且与质子大小相似，$\beta_{^{3}\rm He}=5.4(+2.2/-2.1)(0.2) \times 10^{-4}$ fm$^3$、$\beta_{^{3}\rm H}=2.6(1.7)(0.1) \times 10^{-4}$ fm$^3$、$\beta_{^{4}\rm He}=3.4(+2.0/-1.9)(0.2) \times 10^{-4}$ fm$^3$。背景磁场引起的 $j_z=0$ 氘核态与自旋单态 $np$ 态的混合，用于提取短程两核子计数器项 ${\bar L}_1$，即无介子有效理论（用于 $NN$ 系统，等价于核势模型中的介子交换流贡献）中的项，它支配近阈值 $np\to d\gamma$ 过程的截面。结合先前对 $NN$ 散射参数的确定，使得在这些非物理质量处阈值截面的第一性原理确定成为可能。