基于格点 QCD 和 NNLO 手征微扰理论的π介子矢量形状因子

我们呈现了一项关于电磁形状因子、衰变常数和π介子质量的综合研究，该研究在格点 QCD 中采用两种简并的 O(a) 改进 Wilson 夸克进行计算，使用了三个不同的格点间距（范围在 0.05-0.08 fm 之间），并在 $m_\pi L \gtrsim 4$ 条件下覆盖了 280 至 630 MeV 的π介子质量范围。利用部分扭曲边界条件和随机估计量，我们在极小动量转移下获得了一组密集且精确的形状因子数据点，从而能够以模型无关的方式提取电荷半径。随后将增补了格点伪影建模项的手征微扰理论 (ChPT) 与数据进行对比。在次领头阶 (NLO)，有效理论无法对全套π介子可观测量产生一致的描述，但在仅考虑衰变常数和质量时能很好地描述数据。相比之下，利用次次领头阶 (NNLO) 表达式进行全局拟合则能对所有数据给出一致的描述。我们得到电荷半径在物理点的最终结果为 $\langle r^2_\pi\rangle=0.481(33)(13)\,\text{fm}^2$。我们的计算还给出了手征极限下π介子衰变常数的估计值 $F_\pi/F=1.080(16)(6)$，夸克凝聚 $\Sigma^{1/3}_{\overline{\text{MS}}}(2\,\text{GeV})=261(13)(1)\,\text{MeV}$，以及 SU(2) ChPT 的几个低能常数。