手征核相互作用的不确定性分析与逐阶优化
核理论
2016-03-02 v3 核实验
计算物理
摘要
手征有效场论（chiEFT）提供了描述低能核力的系统方法。此外，chiEFT能够提供统计和系统不确定性的有根据估计——尽管这一独特优势尚未被充分利用。我们通过执行直至次次领头阶的所有低能常数（LECs）的优化和统计分析来填补这一空白。我们的优化方案对应于对π-核子、核子-核子以及少核子体系中的散射和束缚态观测量进行同时拟合，从而利用chiEFT的全部模型能力。我们通过展示易于被未来工作采用的误差传播方法来研究对其他观测量的影响。我们采用数学优化并实现自动微分，以获得目标函数相对于LECs的高效且机器精确的一阶和二阶导。我们利用幂次计数论证估计chiEFT固有的系统不确定性，并构建具有量化不确定性的不同阶手征相互作用。统计误差传播与蒙特卡洛采样进行比较，显示统计误差通常相较于系统误差较小。总之，我们发现对不同数据集的同时拟合对于(i)识别最优LEC集合、(ii)捕获所有相关关联、(iii)减少统计不确定性以及(iv)在chiEFT中实现逐阶收敛至关重要。此外，少核子体系中的某些系统不确定性在多体体系中被证明被显著放大；特别是在改变手征势中的截断值时。本文提出的方法和结果开辟了从头算核理论中不确定性量化的新前沿。
引用
@article{arxiv.1506.02466,
title = {Uncertainty analysis and order-by-order optimization of chiral nuclear interactions},
author = {B. D. Carlsson and A. Ekström and C. Forssén and D. Fahlin Strömberg and G. R. Jansen and O. Lilja and M. Lindby and B. A. Mattsson and K. A. Wendt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.02466},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in Physical Review X. This version includes Supplemental Material