Hadronic Interactions with Lattice QCD
Andre Walker-Loud
本文讨论了NPLQCD合作组关于用格点量子色动力学计算强子相互作用的最新结果。一个特别的重点将花在π-π散射和其他介子相互作用。
I discuss recent results of the NPLQCD Collaboration regarding the calculation of hadronic interactions with lattice QCD. A particular emphasis will be spent on pi-pi scattering and other meson interactions.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Nucleon-nucleon interactions via Lattice QCD: Methodology --HAL QCD approach to extract hadronic interactions in lattice QCD--
本文综述了格点量子色动力学中的势方法，该方法是最近提出的通过数值模拟提取核子-核子相互作用的方法。我们专注于这种方法的方法，强调潜在的方法，它背后的理论基础，和特殊的数值技术的战略。我们比较了格点量子色动力学中的势方法和标准的有限体积方法，以明确两者的优缺点。我们也给出了几个核子-核子势的数值结果。
Hadronic Interactions with lattice QCD
我描述了用格点量子色动力学计算强子相互作用的最新进展。
Inclusive tau lepton hadronic decay in the framework of dispersive approach to QCD
简要讨论了QCD的色散方法及其在τ轻子强子衰变和强子真空极化函数中的应用。
Hadronic Interactions from Lattice QCD
本文综述了近年来利用格点量子色动力学计算强子间相互作用的研究进展。在概述了用于提取散射参数的技术之后，我们详细介绍了NPLQCD合作组在交错MILC晶格上用畴壁价夸克获得的介子-介子散射、重子-重子散射和多介子系统的最新计算。估计所需的计算资源，以实现在重子部门的精度结果。
Tetraquarks, hadronic molecules, meson-meson scattering and disconnected contributions in lattice QCD
在关联函数的格点量子色动力学计算中，通常有两种Wick收缩：连通的和非连通的。不连续贡献难以计算且噪声较大，因此常常被忽略。在研究四夸克、强子分子和介子-介子散射的背景下，我们证明了当同时存在连通和单不连通收缩时，单不连通部分给出了首阶贡献，因此不应被忽略.作为一个明确的例子，我们表明，标量介子σ，f0（980），a0（980）和kappa的信息将丢失时，忽略断开的贡献。
Constraints on the hadronic spectrum from Lattice QCD
强子共振的光谱不断地从粒子数据组接收更新，该数据组列出了每个状态，并给出了状态建立的状态。此外，相对论性夸克模型预言了附加态的存在。有人建议，为了提高强子共振气体模型预测和格点量子色动力学数据之间的一致性，可能需要在强子谱中加入更多的态。这样的包含也会影响重离子碰撞物理学的许多领域的结果，这些领域使用强子自由度，例如流体动力学模拟加力燃烧室。然而，对于某些选定的观测量，包括进一步的状态与晶格结果的协议。我们提出了新的观测量，敏感的频谱内容除以量子数，这使我们能够衡量额外的国家的贡献。比较格点量子色动力学的结果和强子共振气体模型对这些观测量的预测，有助于澄清情况，并确定需要多少新的状态。
Constraining the hadronic spectrum through QCD thermodynamics on the lattice
守恒电荷的涨落可以用来研究强子物质的化学组成。晶格模拟和强子共振气体（HRG）模型之间的比较表明存在缺失的奇怪共振。为了澄清这一问题，我们在QCD的受限相中用晶格模拟计算了不同奇异度量子数的介子和重子的分压。为了使这种计算可行，我们在假想的奇异化学势进行模拟。我们系统地研究了HRG模型中不同强子谱对热力学观测量的影响，并与格点量子色动力学的结果进行了比较。我们表明，对于每个强子部门，良好的既定状态是不够的，以有协议的晶格结果。为了重现晶格数据，需要额外的状态，这些状态要么列在粒子数据组手册（PDG）中，但还没有很好地建立起来，要么由夸克模型（QM）预测。对于介子，似乎PDG和夸克模型没有列出足够的奇异介子，或者，在这个扇区中，需要HRG模型中包含的相互作用之外的相互作用来重现格点量子色动力学的结果。
QCD determination of the magnetic field dependence of QCD and hadronic parameters
用一组四个有限能量QCD求和定则来确定QCD的上夸克和下夸克质量之和$(m_u + m_d)$、π衰变常数$f_π$、π质量$m_π$、胶子凝聚体$\langle 0| α_s\, G^2|0\rangle$以及与格点量子色动力学的Polyakov环有关的微扰QCD开始的能量平方$s_0$对磁场的依赖性。
Hadronic Parity-Violation on the Lattice
我们激发了宇称破坏的π-核子耦合常数的格点量子色动力学研究，并将味守恒强子宇称破坏从QCD推广到部分猝灭QCD。在部分猝灭手征展开中，宇称破坏的π-核子耦合和质子的阿那极点形状因子（和矩）被计算到单圈级。对于宇称破坏的π介子-核子相互作用，我们包括从总导数运营商的贡献，以匹配将用于晶格模拟的运动学。
Hadronic Resonances from Lattice QCD
确定量子色动力学预测的强子共振模式需要使用非微扰技术。格点量子色动力学已经成为这种计算的主要工具，并产生了许多可以直接与实验相比较的QCD预言。概述了格点量子色动力学的基本概念，讨论了计算激发态的方法，并给出了核子和δ重子谱的探索性研究结果。
Hadronic Spectral Functions in Lattice QCD
从虚时格林函数的格点蒙特卡罗数据中提取了强子在赝标和矢量通道中的QCD谱函数。最大熵方法可以很好地用于这一目的，除了基态峰外，还得到了光谱中的共振和连续结构。
QCD factorization for hadronic quarkonium production at high $p_T$
用QCD因子分解方法研究了强子碰撞中高横动量重夸克偶素的产生（$p_T$）。我们发现，在$1/p_T$扩展的领先功率负责高$p_T$制度，而次领先功率的贡献是必要的低$p_T$区域。本文首次对重夸克偶素产生过程中耦合的twist-2和twist-4碎裂函数（FF）的尺度演化进行了数值分析，证明了QCD因子化方法能够描述强子$J/ψ$产生过程的$p_T$谱.
Instantons, the QCD Vacuum, and Hadronic Physics
大量来自晶格计算的证据表明，瞬子在轻强子物理学中起着重要作用。这方面的证据进行了总结，和最近的结果有关的SU（3）真空的瞬子内容，瞬子贡献的静电势，并在有限温度下的一类新的瞬子解决方案进行了审查。
Hadronic effects in low-energy QCD: inclusive tau lepton decay
在QCD的色散近似下研究了τ轻子的强子衰变。强子化效应的重要性得到了令人信服的证明。手头的方法被证明是能够描述的实验数据τ轻子强子衰变的矢量和轴矢量通道。在两个通道中获得的QCD标度参数值的附近证明了所发展方法的自洽性。
Quark/hadronic matter and dualities of QCD thermodynamics
本文讨论了稠密夸克/强子物质热力学的对偶性。结果表明，手征对称性破缺（CSB）现象与带电π凝聚（PC）现象是对偶的。
In-medium hadronic spectral functions through the soft-wall holographic model of QCD
利用QCD软壁全息模型研究了热稠密介质中标量胶球和矢量介子的谱函数。通过AdS/RN度量实现有限的温度和密度效应。我们分析了强子质量和宽度在$(T,μ)$平面上的行为，并将我们的结果与实验结果和其它理论测定结果进行了比较。
Hadronic structure on the light-front II: QCD strings, Wilson lines and potentials
这是第二篇关于光阵面表述中强子波函数的论文。我们首先只考虑禁闭效应，使用经典的南武Gotto弦与大量的光锥规范的端点。我们推导出的光前哈密顿量，并展示如何解决它，使用适当的基函数的扩展。接下来我们讨论光阵面上威尔逊线的算符，得到一个包含自旋效应的有效哈密顿量。最后，我们考虑了一个单独的问题，在原点的π介子作为一个无质量的戈德斯通模式的光前面的瞬间引起的相互作用。
Low-energy QCD and hadronic structure
从手征有效场论到奇异夸克和粲夸克系统，从格点量子色动力学到精密实验，综述了低能QCD的最新进展和选定的研究课题。
QCD Analysis of $ΔS=0$ Hadronic Parity Violation
本文用QCD方法分析了奇异度不变（$ΔS=0$）强子过程在强子能量标度下的有效弱哈密顿量。在QCD中进行了从$W$到${\cal O}(2\,\rm GeV)$能量标度的首阶重整化群分析，我们得到了强子宇称破坏的相关有效哈密顿量，包括中性和带电弱流的影响。我们首次计算了所有等扇区的完全重整化群演化和重味阈值演化。我们表明，额外的四夸克算符，进入以下的$W$质量标度从QCD算符混合效应形成一个封闭的集合，它们导致一个$12\times 12$反常的尺寸矩阵。通过计算得到的有效哈密顿量，并与以前的结果进行比较，我们肯定了算符混合效应的重要性，并发现，作为一个例子，宇称破坏的π-核子耦合常数，在2 GeV的尺度下，利用因子分解和对格点量子色动力学中核子的夸克荷的评估，与最近的实验更好地吻合.
$ΔS=0$ Hadronic Parity Violation in Next-to-Leading Order QCD: Anomalous Dimension Matrices and Their Implications
在QCD次领头阶下构建了$ΔS=0$过程强子宇称破坏的有效哈密顿量，利用QCD味无关特性构建反常量纲矩阵，改进了介子-核子耦合常数预测，使其与少体实验更吻合。
Open charm mesons at nonzero temperature: results in the hadronic phase from lattice QCD
在各向异性格点上，采用Nf =2+1动力学味的格点量子色动力学模拟方法，研究了D和D_s介子随温度升高的变化.在强子阶段，我们有五个温度。使用最低温度下确定的基态质量，我们通过分析介子相关器的比率来研究温度升高的影响，而无需进一步拟合或光谱重建。在赝标量和矢量通道中，我们证明了温度的影响是在百分比水平，并可以通过减少基态质量的热交叉接近捕获。另一方面，在轴矢量和标量通道中，温度效应在整个强子阶段都很突出。
Representations in Density Dependent Hadronic Field Theory and compatibility with QCD sum-rules
一个有效的，协变理论的强子相互作用的不同表示进行检查。为此，我们引入了用强子场的标量组合参数化的核子-介子顶点，扩展了密度依赖强子场论的概念框架。在平均场近似下研究了零温下的核物质性质，包括物态方程、朗道参数和集体模。概述了用QCD求和规则输入处理同位旋通道的方法。
Hadronic atoms in QCD + QED
本文在非相对论有效拉格朗日框架下综述了QCD + QED中的强子原子理论。我们首先介绍了该理论，然后描述了几个应用：介子-介子，介子-核子原子和介子-氘核化合物。最后，我们比较了这里使用的量子场论框架与传统的方法，这是基于量子力学势散射。
Flavourful hadronic physics
我们回顾了重介子衰变中出现的形状因子的理论方法，它是非微扰QCD的强子表达式。激发他们的起源QCD因式分解后，我们追溯他们的演变从夸克模型计算的非微扰QCD技术的基础上戴森Schwinger方程的截断重轻振幅的配方为重点。我们比较模型预测的例子B \to π跃迁的形状因子和讨论的新结果的g_{D*Dπ}耦合的强子D* 衰变。
Dynamics of Hot Bulk QCD Matter: from the Quark-Gluon Plasma to Hadronic Freeze-Out
我们介绍了一种结合宏观/微观输运方法，采用相对论流体动力学的早期，密集，deconfined阶段的反应和微观非平衡模型的后期强子阶段的平衡假设不再有效。在这种方法中，我们研究了热的，大块QCD物质，这是预计将在超相对论重离子碰撞在SPS，RHIC和LHC创建的动力学。我们的方法是能够自洽地计算冻结出的强子系统，同时占集体流的强子化超曲面产生的QGP膨胀。特别是，我们进行了详细的分析的反应动力学，强子冻结，和横向流动。
The QCD vacuum and its hadronic excitations
本文综述了QCD位相图中非微扰强子部分的物理学研究。在简要介绍QCD基础知识后，总结了格点量子色动力学的一些重要内容。综述了作为QCD低能实现的手征有效场论，及其在π-π散射、核子的标量形状因子以及核子性质在格点量子色动力学结果与实际观测值之间的插值中的应用。手征SU（3）动力学，包括奇怪的夸克，发展与有关的例子低能K介子核子相互作用。在QCD中寻找准粒子及其相关性，超越了强子结构的简单部分子图像，讨论了QCD热力学的各个方面。
Natural Hadronic Degrees of Freedom for an Effective QCD Action in the Front Form
一方面，QCD的任何有效作用量，$S[π,\,ρ,\,ω,\ldots,N,\,\overline N,\,Δ^{3/2},\ldots]$，至少在原则上都将涉及一个所有自旋的强子场的塔;另一方面，场论的前沿形式已经成为研究许多系统高能行为的适当框架。出于这些简单的考虑，我们提出了一个系统的形式主义，明确提供了适合于构建一个$S[π,\,ρ,\,ω,\ldots,N,\,\overline N,\,Δ^{3/2},\ldots]$的前端形式字段。此外，构造了一个变换矩阵$Ω(j)$，它决定了锋面形式强子场如何转换成更熟悉的瞬时形式场。在附录中列出了自旋为2的前形强子场的显式结果。对于旋转一半，$Ω(1/2)$与著名的“Melosh变换”相吻合。这种形式主义，没有明确地引用任何波动方程，再现了Lepage和Brodsky以及Dziembowski的自旋二分之一波前形式的结果。
Hadronic Annihilation Decay Rates of P-wave Heavy Quarkonia with Both Relativistic and QCD Radiative Corrections
在$α_s$和$v^2$中给出了P波重夸克偶素的强子湮灭衰变率的次领先级。它们包括10个非微扰参量，这些参量可以严格定义为NRQCD中色单重态和色八重态算符的矩阵元。我们希望这些参数将确定从晶格计算在未来。
Hadron Formation and the Phase Diagram of QCD Matter
我们调查强子种冻结出系统学在A+A碰撞在低SPS能量，对应于一个以上的300 MeV的重化学势，分析NA49强子生产数据的统计强子化模型的框架内，并在UrQMD强子输运模型。在没有偏离普适巨正则强子化学平衡冻结的情况下，我们认为所观测到的强子冻结点应该普适地标志着QCD物质相图中强子相的边界线。
Role of event multiplicity on hadronic phase lifetime and QCD phase boundary in ultrarelativistic collisions at energies available at the BNL Relativistic Heavy Ion Collider and CERN Large Hadron Collider
在超相对论质子-质子、p-Pb和重离子碰撞中，寿命很短的强子共振（如$\rm{K}^{*0}$）可以作为有用的探针来理解和估计强子相的寿命。具有相对较长寿命的共振，如$ϕ$介子，可以作为一种工具来定位QGP相边界。本文估计了RHIC条件下Cu-Cu和Au-Au碰撞以及不同碰撞能量下pp、p-Pb和Pb-Pb碰撞中强子相寿命的下限。同时，我们利用Boltzmann-Gibbs Blast-波函数得到了$ϕ$介子的有效温度，这为QGP相界的定位提供了一种新的思路。我们观察到强子相寿命强烈依赖于末态带电粒子的多重性，而QGP相，因此QCD相边界显示出非常弱的多重性依赖。这表明，强子化从QGP状态开始在一个类似的温度，无论带电粒子的多重性，碰撞系统和碰撞能量，而强子相的持久性是强烈依赖于最终状态的电荷粒子的多重性，系统的大小和碰撞能量。
Effects of the QCD phase transition on hadronic observables in relativistic hydrodynamic simulations of heavy-ion reactions in the FAIR/NICA energy regime
本文采用相对论理想流体动力学单流体方法研究了$1\ A{\rm GeV} \le E_{\rm lab} \le 10\ A{\rm GeV}$的FAIR/NICA能区重离子反应的强子粒子谱和流动特性。粒子化是通过对巨正则强子气体在常能量密度超曲面上的Cooper-Frye分布进行采样来实现的。不同的基本状态方程的流体动力学计算的结果，并与实验数据和微观输运模拟进行比较。研究了该方法对初始状态和粒子化物理模型输入的敏感性。
A schematic model for QCD. III : Hadronic states
给出了在QCD启发的示意模型框架下得到的强子谱。该模型是前一版本的扩展，其基本自由度是组分夸克和反夸克以及胶子。夸克与胶子之间的相互作用是一种唯象相互作用，其参数是由实验数据确定的。根据夸克、反夸克和胶子组态对状态进行分类是基于对称性考虑，它与所选的相互作用无关。在这个过程之后，核子和$Δ$共振被识别，以及各种五夸克和七夸克状态。最低的五夸克态被预测为1.5 GeV，它具有负宇称，而最低的七夸克态具有正宇称，其能量为2.5 GeV。
Probing the incompressibility of dense hadronic matter near QCD phase transition in relativistic heavy-ion collisions
基于相对论重离子碰撞的扩展强子输运模型，研究了$\sqrt{s_{NN}} = 3$ GeV相对论Au+Au重离子碰撞中产生的致密强子物质的不可压缩性.通过对实验质子定向流、奇异强子产生量$ϕ$、$K^{-}$及其比值$ϕ/K^{-}$、质子高阶累积量与模型计算的比较，从核子观测值得到了稠密强子物质较大的不可压缩性，而奇异强子则需要较小的不可压缩性。这可能表明强子物质在不同密度区域具有不同的不可压缩性，即，从饱和密度到某一重子密度，不可压缩性可能变硬，然后在强子-夸克相变之前变软。研究还表明，不可压缩性显著影响强子-夸克相变的临界重子密度。
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