Lattice QCD and Nuclear Physics
2009年8月3日至28日，在Les Houches的暑期学校上发表了一个简短的演讲，题为“格点量子色动力学的现代观点“。
2010-08-26 hep-lat nucl-th
Effective field theory as the bridge between lattice QCD and nuclear physics
理论和技术发展的结合开始为格点量子色动力学的核物理做出可能的贡献。有效场论在这些进展中起着至关重要的作用。我举几个例子。
2006-11-10 hep-lat nucl-th
Recent progress on nuclear potentials from lattice QCD
本文评述了一种计算原子核势的新方法。解释了在格点量子色动力学中从Nambu-Bethe-Salpeter波函数中提取势函数的策略，并给出了在猝灭QCD中基于该方法的第一个结果。综述了该方法的最新进展。
2010-11-25 hep-lat nucl-th
Constraints on the in-medium nuclear interaction from chiral symmetry and Lattice-QCD
本文讨论了核子中夸克禁闭机制和核物质中手征对称性自发破缺引起的手征有效势对核物质性质的联合影响。基于Nambu-Jona-Lasinio预言，我们发现手征势具有特定的标量场立方依赖性，这对三体相互作用有贡献.我们还讨论了格点量子色动力学对控制饱和性质的模型参数的约束。我们为这些量引入术语“QCD连接参数”。我们证明了手征对称性和格点量子色动力学对介质内核相互作用提供了相干约束，暗示了饱和机制的根本起源。
2023-04-03 hep-lat nucl-th
Nuclear Physics and Lattice QCD
格点量子色动力学正朝着能够影响我们对原子核和核过程的理解的方向发展。我讨论了核物理领域，正在成为可能的探索与格点量子色动力学，目前可用的技术和状态的数值探索。
2005-09-15 hep-lat hep-ph nucl-th
Helium-4 Nuclear Ground State and QCD
我们感谢Tom Schafer在本文中指出了困难。
1998-11-18 hep-lat hep-ph nucl-th
Exact Results for Nuclear Ground State Properties From QCD Inequalities
我们感谢Tom Schafer在本文中指出了困难。
1998-11-18 hep-lat hep-ph nucl-th
Nuclear Physics from Lattice QCD
本文综述了格点量子色动力学作为核物理计算工具的最新进展。格点量子色动力学是目前唯一已知的在低能区求解QCD的方法，它有望为直接从QCD研究原子核的结构和相互作用提供坚实的基础。
2011-10-26 hep-lat hep-ph nucl-th
Nuclear Reactions from Lattice QCD
核物理的首要目标之一是直接从强相互作用的基本理论量子色动力学（QCD）出发，严格计算强子系统的性质。特别是，我们希望能够对核反应进行可靠的计算，这将影响我们对大爆炸核合成、恒星和超新星演化以及核反应堆和高能量/密度设施内发生的环境的理解。这样的计算，是真正的从头算，将包括所有的两个核子和三个核子（和更高）的相互作用在一个一致的方式。目前，格点量子色动力学是计算某些低能强子观测量的唯一可靠的选择。为了弥合格点QCD和核多体物理之间的差距，核理论研究所于2013年3月举办了一个关于格点量子色动力学的核反应的研讨会。在这篇评论文章中，我们报告了本次研讨会中讨论的主题以及计划在未来几年内向前推进的路径。
2014-11-25 hep-lat nucl-th
Uncertainty Quantification in Lattice QCD Calculations for Nuclear Physics
格点量子色动力学的数值方法有望将核力、原子核、强子的谱和结构以及极端条件下物质的性质与强相互作用的基础理论量子色动力学联系起来。这一提法的一个显著的、迄今为止唯一的特点是，所有相关的不确定性，无论是统计上的还是系统上的，原则上都可以通过足够的计算和人力资源系统地减少到任何所需的精度。我们回顾了核物理格点量子色动力学计算中固有的不确定性的来源，并讨论了如何在目前的努力中量化每一个。
2014-10-11 hep-lat nucl-th
Approaching nuclear interactions with lattice QCD
原子核构成了宇宙中可见物质的大部分;直接从强相互作用的基础理论量子色动力学（QCD）中获得原子核性质和原子核之间相互作用的第一性原理描述是核物理界的主要目标之一。虽然这个理论是在近50年前建立的，但低能QCD的复杂性排除了最简单强子系统的解析解，更不用说核力的特征了。在本论文中，我们遵循格点量子色动力学方法，通过大规模数值计算，在离散时空中非微扰地求解QCD。具体地说，我们研究了奇异度从0到-4的两个八重态重子之间的相互作用，并在低能下研究了夸克质量大于物理夸克质量的情况，同时限制了与两重子相互作用有关的无π介子有效场的低能系数，包括那些导致SU（3）味对称破缺的系数.
2021-09-21 hep-lat nucl-th
Nuclear Physics from Lattice QCD
本文综述了建立格点量子色动力学作为核物理预测计算框架的最新进展。对当前用于提取低能强子散射振幅和相互作用的技术进行了综述，随后回顾了NPLQCD合作组和其他人最近的两体和少体计算。概述了在未来十年中，利用格点量子色动力学可望完成的核物理，并对所需的计算资源作了估计。
2010-10-26 hep-lat nucl-th
Lattice QCD approach to Nuclear Physics
本文综述了最近提出的研究格点量子色动力学中强子相互作用的HAL QCD方法的最新进展。详细解释了在格点量子色动力学中提取与能量无关的非定域势的策略。该方法被用来研究核子-核子、核子-超子、超子-超子和介子-重子相互作用。文中还讨论了该方法的几种推广形式。
2012-06-22 hep-lat nucl-th
Nuclear Physics from QCD : The Anticipated Impact of Exa-Scale Computing
我讨论的重点是正在取得的进展，对计算过程的重要性，在核物理从量子色动力学使用高性能计算。由于预计在2017年左右可以获得exa级的计算资源，我目前对实现核物理中心目标所需的计算资源进行了估计。
2010-12-04 hep-lat hep-ph nucl-th
Nuclear Physics from lattice QCD at strong coupling
数值研究了一类无质量交错夸克的格点量子色动力学的强耦合极限。我们确定了完整的相图作为温度和化学势的函数，包括一个三临界点。我们阐明了低温致密相的性质，它是强束缚的核物质。这种强结合可以用我们测量的核势来解释。最后，我们确定，从QCD的第一原理极限情况下，原子核的质量，直到A=12“碳”。
2010-04-06 hep-lat hep-ph nucl-th
The QCD Equation of State - From Nuclear Physics to Perturbation Theory
在这次演讲中，我们简要回顾了目前对QCD状态方程在整个相图中的行为的理解。特别强调的是现象学的兴趣区域，并指出了一些重要的开放问题以及正在进行的研究方向。这些特别包括低温和（适度）高密度的区域，目前我们可用的第一原理工具非常少。
2011-04-27 hep-lat hep-ph
Hadron Production in Ultra-relativistic Nuclear Collisions and the QCD Phase Diagram: an Update
我们总结了我们目前的理解QCD相线和化学冻结曲线之间的连接推导出的相对论性核之间的中心碰撞产生的粒子产额的热分析。
2011-01-17 hep-lat hep-ph nucl-th
Nuclear matrix elements from lattice QCD for electroweak and beyond-Standard-Model processes
在过去的十年中，使用格点量子色动力学技术的量子色动力学（QCD）数值解已经发展到这样一个程度，它们开始将核物理的基本方面与标准模型的基本自由度联系起来。本文综述了格点量子色动力学研究电弱电流核矩阵元和超标准模型算符的进展，并概述了它与有效场论和核模型的联系。核矩阵元的格点量子色动力学计算可以为天体物理学中的低能核反应、暗物质直接探测实验和标准模型对称性破坏的实验研究提供指导，包括在强子和轻子扇区中寻找额外的CP破坏、重子数破坏和轻子数或味破坏。同样，中微子实验的重要输入，试图确定中微子质量层次和振荡参数，以及其他电弱和超越标准模型的过程可以确定。讨论了轻核系统中电弱和超越标准模型矩阵元的现有研究的唯象意义，并概述了这些矩阵元的精确研究领域的未来前景。
2020-08-25 hep-lat hep-ph nucl-th
Nuclear physics from QCD on lattice
我们提出了从第一性原理即QCD研究原子核和核物质的策略。我们首先在格点量子色动力学中数值计算核子-核子势，然后用它们来研究原子核和核物质的性质。作为验证，我们用格点量子色动力学诱导的重夸克区双核子势作为输入，确定了^4^He、^16^O和^40^Ca的质量和结构以及核物质的状态方程.我们发现这些原子核和对称的核物质被束缚在一个夸克质量上，对应于469 MeV的赝标量介子（π介子）质量（1161 MeV的八重态重子（核子）质量）。得到的每个核子的结合能具有一致的质量数A依赖关系，这与Bethe-Weizsacker质量公式定性一致。本研究表明，我们的策略可以很好地从QCD开始研究原子核和核物质的各种性质，而不依赖于有关核力的模型或实验信息。
2016-01-20 hep-lat hep-ph nucl-ex
Matrix Theory for Baryons: An Overview of Holographic QCD for Nuclear Physics
我们提供，为非专家，全息QCD的简要概述和最近提出的矩阵描述的多重重子系统的全息QCD的审查。基于矩阵模型，我们导出了多味全息QCD中的重子短距离相互作用。我们表明，有一个非常普遍的排斥核心的重子间的力量为通用的一些口味。这与最近格点量子色动力学对N_f = 2，3的分析是一致的，其中排斥核看起来是普遍的。我们还提供了我们的结果与格点量子色动力学和算子乘积展开（OPE）分析的比较。
2012-03-24 hep-lat hep-th nucl-th
Nuclear Forces from Lattice QCD
提出了一种从格点量子色动力学的Bethe-Salpeter振幅中提取核子-核子（NN）势的方法。它被应用到两个核子的晶格淬火QCD模拟。通过解开S-态和D-态之间的混合，我们得到了非局域NN势的速度展开的领先顺序的中心势和张量势。分析了NN势的空间结构、夸克质量依赖性和速度依赖性。给出了（2+1）味QCD模拟的初步结果。
2009-09-30 hep-lat hep-ph nucl-th
Equation of State for Nucleonic Matter and its Quark Mass Dependence from the Nuclear Force in Lattice QCD
利用从格点量子色动力学模拟中提取的核子-核子相互作用，采用Brueckner-Hartree-Fock方法，研究了核子物质状态方程中夸克质量的依赖性.我们观察到饱和的核物质在最轻的夸克质量对应的赝标介子质量~ 469 MeV。利用格点量子色动力学中相同核力的中子星物质状态方程，研究了中子星的质量-半径关系。我们观察到，随着夸克质量向物理点方向减小，状态方程变得更硬，因此中子星的最大质量增加。
2013-09-16 hep-lat hep-ph nucl-th
Bridges from Lattice QCD to Nuclear Physics
回顾了试图弥合日常粒子和核物理之间的差距-涉及许多夸克-和QCD的基本理论，只能准确地评估少数夸克系统。即使后者也需要将QCD的原始理论离散化，以给出格点量子色动力学--但这种修改仍然可以为原始理论提供精确的结果。这些LQCD结果可以被认为是在一个类似的基础上的实验数据-即作为基石，必须拟合的唯象模型。通过这种方式，希望“QCD启发”模型可以成为越来越多的“QCD基础”模型，通过固定-在少数夸克的情况下，LQCD可以进行-这些模型的形式，以这样的方式，他们可以扩展到多夸克系统。
2004-09-10 hep-lat hep-ph nucl-th
Toward nuclear physics from lattice QCD on quantum computers
本文探讨了利用量子计算机模拟格点QCD以从第一性原理研究核物理的可行性，指出量子模拟在核子数增加时扩展性更优，有望在未来超越经典模拟，用于大型原子核的计算。
2024-02-15 hep-lat nucl-th quant-ph
QCD constraints on isospin-dense matter and the nuclear equation of state
本文利用格点QCD计算，在宽范围同位旋化学势下获得热力学量及状态方程，并首次为对称核物质状态方程提供严格的非微扰QCD界限。
2025-01-24 hep-lat nucl-th
Nuclear correlation functions in lattice QCD
本文考虑了在格点量子色动力学中用重子的量子数计算态所需的大量Wick收缩的问题。我们认为一个建设性的方法和一个基于行列式的方法，并表明这些方法允许所需的收缩进行计算管理的时间量为某些选择的插值算子。使用这些技术计算的关联函数的例子示出为轻核，He，Be，C，O和Si的量子数。
2012-07-21 hep-lat hep-ph nucl-th
Towards robust constraints on nuclear effective field theory from lattice QCD
我们将讨论NPL量子色动力学协作组的几个新结果，这些结果结合了非物理π质量的（超）核系统的格点量子色动力学结果和核有效场论。分析了具有奇异性$0$到$-4$的重子通道，发现了在超核力中观察到的有趣的对称性，正如在QCD极限中预测的那样，具有大量的颜色。此外，还研究了几种轻核的矩阵元。提取与Gamow-Teller矩阵元相关的氚轴向电荷和由$u$和$d$的等矢量组合携带的$^3$ He的纵向动量分数，并外推到物理点。对于后一种情况，可以看出，将晶格结果纳入实验测定中，将有可能实现更精确的测定，并揭示EMC效应的QCD起源。
2021-12-28 hep-lat hep-ph nucl-th
Lattice QCD and nuclear physics for searches of physics beyond the Standard Model
对基本对称性的低能检验是对标准模型之外的物理学的极其敏感的探测，它达到的尺度即使不是更高，也是与能量前沿直接可及的尺度相当的。低能精确实验的解释及其与标准模型之外的物理模型的联系依赖于控制由低能QCD和核相互作用的非微扰性质引起的理论不确定性。在这些会议中，我将讨论如何相互作用的格点量子色动力学和核有效场论可以导致改善预测的低能量实验，与控制的不确定性。我将描述手征有效场论的框架，然后讨论一些例子，包括非标准$β$衰变，无中微子双β衰变和电偶极矩的搜索，以突出近年来取得的进展，以及格点量子色动力学将在解决剩余的开放问题中发挥的作用。
2018-12-28 hep-lat hep-ph nucl-th
Dark Nuclei II: Nuclear Spectroscopy in Two-Colour QCD
我们考虑了含有两种夸克的双色QCD作为复合暗物质的一种可能理论，并利用格点场论方法研究了自旋$J=0$和$J=1$多重子扇区中的核谱学.我们发现令人信服的证据表明，$J=1$系统与重子数$B=2,3$（和他们的混合介子重子对应物）是束缚态-在这个理论中的核的类似物。此外，我们估计的$σ$ -条款的$J=0$和$J=1$单重子状态是重要的耦合理论的标量电流，可以调解与可见扇区的相互作用。
2014-06-16 hep-lat hep-ph nucl-th
Strange Nuclear Physics from QCD on Lattice
本文从强相互作用的基本理论QCD出发，研究了核子物质中λ、σ和Xi超子的单粒子势。首先，我们进行了格点量子色动力学的数值模拟，用HAL QCD方法从QCD中提取重子-重子相互作用。为了研究物理世界，我们在几乎物理的点上采用了一个完整的QCD规范组态系综，因此强子的质量是接近物理的，例如，π介子的质量是146 MeV，K介子的质量是525 MeV，核子的质量是958 MeV。然后，我们将得到的超子相互作用应用于Brueckner-Hartree-Fock多核子理论，计算了核子物质中超子的单粒子势U_{Y}（k）.我们得到了在正常核物质密度下，在对称核物质中停止的超子，U_{Lambda}（0）=-28 MeV，U_{Sigma}（0）=+15 MeV，U_{Xi}（0）=-4 MeV，与我们的蒙特卡罗模拟相关的统计误差约为+/-2 MeV.这些结果与超核实验中提出的数值定性地一致。这一成功是令人瞩目和鼓舞的，因为这证明了我们从QCD开始研究奇异核物理的方法基本上是正确的。
2018-09-21 hep-lat hep-ph nucl-ex
Traces of the nuclear liquid-gas phase transition in the analytic properties of hot QCD
在正常核密度下的核液-气跃迁，$n \sim n_0 = 0.16$ fm $^{-3}$，和小温度下的核液-气跃迁，$T \sim 20$ MeV，对QCD巨正则热力学势的分析性质有很大的影响。一个经典的范德华方程被用来确定这些意想不到的功能，由于密集的冷物质定性。对于$T > T_c \simeq 20$ MeV，核物质临界点的存在导致热力学分支点，这些分支点位于复杂的化学势值处，并且在相当大的温度$T \lesssim 100$ MeV下表现出适度的模型依赖性.利用范德华强子共振气体模型研究了高温下的行为。重子-重子相互作用对$μ_B = 0$附近的QCD热力学有决定性的影响。特别是，核物质奇点限制了$μ_B/T$中泰勒展开的收敛半径$r_{μ_B/T}$，其中$r_{μ_B/T} \sim 2-3$值在VdW-HRG模型中获得的$T \sim 140-170$ MeV处。
2020-03-03 hep-lat hep-ph nucl-th
Nuclear σ-terms and Scalar-Isoscalar WIMP-Nucleus Interactions from Lattice QCD
在核有效场论的背景下，主要的标量-等序WIMP-核相互作用得到参数增强的贡献。这些贡献来自介子交换电流（MEC），并可能将这些相互作用的脉冲近似估计值修改10- 60%。我们指出，这些MEC也有助于夸克质量依赖的核结合能，即核σ项。在这项工作中，我们使用最近的格点量子色动力学计算的结合能的氘核，He-3和He-4在π介子质量接近500 MeV和800 MeV，结合实验确定的结合能的物理点，提供近似确定的σ项为这些轻核。对于每个核，我们发现相应的核σ项与单核子估计的偏差在百分之几的水平上，这与限制增强相矛盾。因此，格点量子色动力学计算目前表明，由基本WIMP与夸克的相互作用产生的标量-等压线WIMP-核相互作用的截面不会由于增强的介子交换流而受到显著的不确定性。
2015-03-18 hep-lat hep-ph nucl-th
Three-Body Nuclear Forces from a Matrix Model
本文利用我们与P. Yi提出的全息QCD核矩阵模型计算了短距离下的三体核力。我们发现，在短距离的三体力是排斥（a）对齐的三个中子的平均自旋，（b）对齐的质子-质子-中子/质子-中子-中子。这些结果表明，在中子的稠密态，如中子星的核，或氦-3/氚核中，排斥力比仅用二体力估计的要大。
2010-06-16 hep-lat hep-th nucl-th
Nuclear forces and ab initio calculations of atomic nuclei
核力和核多体问题一直是格里·布朗作为一个理论物理学家如此多产的一生中的一些主要课题。在这次演讲中，我概述了格里的工作奠定了现代核力理论和原子核从头计算的基础。我还介绍了一些最近的发展，在核晶格模拟的框架。
2014-01-21 hep-lat hep-ph nucl-ex
Nuclear force with LapH smearing
将HAL QCD方法与一种新型的源涂抹技术相结合，确定了核力。新的涂抹是一个投影到一个空间所跨越的自由拉普拉斯算子的最低本征向量的格子，这使得有效的计算强子的强子级动量守恒在一个负担得起的成本。我们发现，这种新的方法减少了统计和系统误差的合成核力。
2022-02-25 hep-lat hep-ph nucl-th
Short distance repulsion in 3 nucleon forces from perturbative QCD
利用算子乘积展开（OPE）和微扰QCD中9-夸克算符的反常维数，研究了由Nambu-Bethe-Salpeter波函数定义的3核子力（3 NF）的短程行为.正如前面所考虑的NN力的情况下，我们表明，3 NF在短距离1-圈，这是由于QCD的渐近自由的短距离限制，成为确切的排斥。此外，这些行为是普遍的，因为它们不依赖于3核子的NBS波函数的能量。
2011-12-09 hep-lat hep-ph nucl-th
Towards grounding nuclear physics in QCD
艾级计算很快就能使原子核结构和反应的预测理论扎根于标准模型，具有可量化和系统可改进的不确定性。这样的预测理论将有助于利用核子和原子核作为实验室的实验来检验标准模型及其局限性。例子包括直接暗物质探测、无中微子双β衰变，以及寻找中子和原子的永久电偶极矩。这也将有助于将QCD与冷中子星和热超新星核心的性质联系起来。我们讨论了QCD与原子核和核物质的性质之间的定量桥梁如何需要综合格点量子色动力学（特别是应用于两个和三个核子的相互作用），有效场论，以及用于解决核多体问题的从头算方法。虽然在开发这三个理论工具时必须解决重大挑战，但计算的快速发展正在加速进步。特别是，我们专注于此审查预期的进展，从格点量子色动力学和这些进展将如何影响核物理的少体有效理论提供关键的输入，如约束未知的低能常数的有效（场）理论。我们还审查了特殊的挑战，必须克服的成功应用格点量子色动力学的低能核物理。我们描述了在发展核物理的少体有效（场）理论方面的进展，重点是HOBET，核物理的非相对论有效理论，这在文献中不太常见。我们用无中微子双β衰变和核物质状态方程的例子来说明如何耦合格点量子色动力学有效的理论可能会影响我们的对称性和奇异的天体物理环境的理解。
2021-08-19 hep-ex hep-lat hep-ph
Nuclear Force from Lattice QCD
采用格点量子色动力学方法在淬灭近似下研究了32 ^4（\simeq（4.4 fm）^4）格点上的核子-核子（NN）势。用局部插值算子从等时Bethe-Salpeter振幅定义了一个NN势V_{NN}（r）.通过研究^1S_0和^3S_1通道中的NN相互作用，我们发现V_{NN}（r）的中心部分在短距离（r \alt 0.5 fm）处有一个几百MeV的强排斥核，在中、长距离处被一个吸引阱所包围.这些特征与已知的核力的现象学特征是一致的。
2007-06-26 hep-lat hep-ph nucl-ex
QCD Static Force in Gradient Flow
在强耦合下，我们采用次领先阶梯度流计算QCD静力和势。静态力是静态势的空间导数：它编码了短距离和长距离的QCD相互作用。一方面，静态力的优点是在微扰理论中计算时不受影响静态势的$O(Λ_{\rm QCD})$重整化子的影响，另一方面，它的直接格点量子色动力学计算的收敛性较差。利用梯度流可以改善收敛性，在梯度流中，给定量的算符定义中的规范场被流动时间$t$处的流场所取代，从而有效地在$\sqrt{t}$阶距离上涂抹规范场，而它们在极限$t \to 0$中约化为QCD场.基于我们的次领先阶计算，我们探讨了静态力的性质，为任意值的$t$，以及在$t \to 0$极限，这可能是有用的格点量子色动力学的研究。
2022-02-01 hep-lat hep-ph hep-th
Search for the QCD Critical Point in High Energy Nuclear Collisions: A Status Report
School of Physical Science and Technology, Guangxi Normal University（广西师范大学物理科学与技术学院）；Key Laboratory of Quark & Lepton Physics (MOE) and Institute of Particle Physics, Central China Normal University（中核物理教育部重点实验室与粒子物理研究所，华中师范大学）
本文综述了STAR实验最近关于净质子乘数波动的结果，旨在确定RHIC高能核碰撞中的QCD临界点，通过比较实验数据与非临界模型计算，探讨初始体积波动效应及未来研究方向。
2026-04-14 hep-ex hep-lat hep-th
