基于色散改进手征有效场论的核子横向电荷与电流密度

背景:横向密度 $\rho_{1, 2}(b)$ 描述了固定光前时间下的电荷与磁矩分布,并将核子的弹性形状因子与其部分子结构联系起来。形状因子 $F_{1, 2}(t)$ 的色散表示将密度表达为 $t$ 道强子态交换的形式,并允许使用强子物理方法对其进行分析。目的:计算外围距离 $b = \mathcal{O}(M_\pi^{-1})$ 处的密度,此处它们主要由色散表示中的双π介子态产生。量化不确定性。方法:使用色散改进手征有效场论(DI$\chi$EFT)计算双π介子割线上的同位旋矢量谱函数 $\textrm{Im}\, F_{1, 2}(t)$。该方法通过弹性幺正性包含 $\pi\pi$ 相互作用($\rho$ 共振),并在 $t \approx$ 1 GeV$^2$ 以下提供真实的谱函数。更高质量态由有效极点参数化,并通过求和规则(电荷、半径、超收敛关系)约束。密度 $\rho_{1, 2}(b)$ 由其色散表示获得。通过变化谱函数量化不确定性。该方法尊重解析性并确保密度正确的 $b \rightarrow \infty$ 渐近行为。结果:在所有距离 $b \gtrsim 0.5$ fm 处获得精确密度,且在下至 $b \rightarrow 0$ 处行为正确。量化了横向核子结构由双π介子态主导的距离区域。计算并讨论了极化核子中的光前电流分布。结论:外围核子结构可使用 DI$\chi$EFT 从第一性原理计算。该方法可推广至广义部分子分布与其他核子形状因子。