Kaonic Hydrogen and Deuterium in Hamiltonian Effective Field Theory

K介子氢与K^- p散射

Kaonic hydrogen and K^- p scattering

利用手征SU（3）有效场论和相对论耦合道方法，结合新的精确DEAR测量，对K介子氢中的强相互作用位移和宽度进行了新的分析.与以前的K^- p数据的一致性问题进行了检查。库仑和同位旋破缺效应是很重要的，都考虑在这项工作中。

关于由基态K介子氢的能级移动估计σ_（I = 1）_（KN）（0）项的值

On the estimate of the sigma^(I = 1)_(KN)(0)-term value from the energy level shift of kaonic hydrogen in the ground state

使用关于在基态中的K介子氢的能级位移的实验数据（DEAR协作，物理评论Lett. 94，212302（2005））和维也纳Stefan Meyer次原子物理研究所发展的描述强低能反KN和反KNN相互作用的唯象量子场论方法计算的能级位移的理论值，我们估计了低能反KN散射的σ_（I = 1）_（KN）（0）项的值。我们得到σ ^（I = 1）_（KN）（0）=（433 +/- 85）MeV。这证明质子结构中不存在奇异夸克。

关于K介子氢。量子场论与相对论协变方法

On kaonic hydrogen. Quantum field theoretic and relativistic covariant approach

我们研究了K^-p束缚态A_（Kp）。利用量子场论和相对论协变方法，我们导出了任意相对动量下K^-p散射振幅对K介子氢基态的能级位移的表达式。阈值附近低能K^-p散射的振幅由三个共振λ（1405）、λ（1800）和σ ^0（1750）以及平滑的弹性背景的贡献定义。低能K^-p散射的非弹性通道的振幅与截面的近阈值行为的实验数据和DEAR协作组的实验数据相吻合。本文用软π介子技术（手征微扰论中的首阶）计算了π氢辐射衰变的部分宽度A_（pip）~（-> n + γ）和Panofsky比。对Panofsky比的理论预测与实验数据吻合得很好。本文应用手征微扰理论中的首阶软K介子方法，计算了K介子氢辐射衰变的部分宽度A_（Kp）-> λ ^0 + γ和A_（Kp）-> σ ^0 + γ。结果表明，这些衰变对K介子氢基态能级宽度的贡献小于1%。

Kaonic氢与$K^{-}p$低能数据

Kaonic hydrogen versus the $K^{-}p$ low energy data

我们提出了一个精确的解决方案的$K^{-}$质子束缚态问题制定的动量空间。利用已有的低能$K^{-}p$数据同时计算了K介子氢的1 s能级特性。在强相互作用部分，介子-重子相互作用用有效（手征激发）可分势描述，其参数与实验数据拟合。

关于K介子氢。唯象量子场论模型的再认识

On kaonic hydrogen. Phenomenological quantum field theoretic model revisited

我们认为，由于低能强相互作用的同位旋和U自旋不变性，同位旋I=0和I = 1的棒-KN散射的S波散射长度a^0_0和a^1_0满足低能定理a^0_0 + 3a^1_0 = 0，该定理在手征展开式中适用于首阶.在阈值下的强低能条-KN相互作用模型（EPJA 21，11（2004））中，我们重新考虑了Sigma（1750）共振的贡献，它没有使低能定理a^0_0 + 3 a^1_0 = 0饱和，并将其替换为具有SU（3）八重态性质的重子背景。本文计算了K^-N和K^-d在阈值处的横波散射振幅。计算了K介子氢和K介子氘的基态能级位移。对K介子氢的计算结果与DEAR合作组最近的实验数据吻合得很好。本文分析了入射K^-介子在70 MeV/c < p_K < 150 MeV/c区域的实验动量的弹性和非弹性K^-p散射的截面。理论计算结果与实验数据在两个标准偏差以内吻合。

关于K介子氢基态能级位移的同位旋破缺修正

On isospin-breaking corrections to the energy level displacement of the ground state of kaonic hydrogen

在阈附近低能条-K-N相互作用模型中（EPJA 21，11（2004）; 25，79（2005）），我们计算了Meissner，Raha和Rusetsky研究的K介子氢的基态的能级位移的同位旋破缺修正（EPJC 35，349（2004））中基于Gasser和Leutwyler的ChPT的非相对论有效拉格朗日方法。我们的结果与Meißner等人的结果一致。此外，我们还计算了由K^-p -> bar-K^0 n->K^-p跃迁和bar-K^0 n对质量壳层引起的色散修正。我们还展示了Meissner等人所使用的关于在阈值附近低能K^-p散射的S波振幅中棒-K ^0 n-尖点起主导作用的假设，可以在我们的方法中实现。结果与Meissner等人的结果完全一致。

强子原子的理论研究进展

Recent Theoretical Studies on Hadronic Atoms

一份报告回顾了奥地利科学院斯特凡·迈耶研究所最近对K介子原子进行的理论研究。讨论了K^-p -> K^-p，K^-n -> K^-n和K^-d ->K^-d反应阈下bar-KN相互作用的唯象量子场论模型，以及K ~+氢基态和双激发态的能级位移，σ项对K ~+氢基态能级位移的贡献，（4）对K介子氢基态能级位移的同位旋破缺和色散修正;（5）K介子氢和K介子氘中由低能强相互作用引起并由库仑相互作用增强的π-> 1 S + γ辐射跃迁;（6）对该方法的展望和（7）对该方法的评论在这里我们引用了EXA 05研讨会后获得的最新结果。

在新型幺正框架下用Kaonic原子测量检验$K^-d$动力学

Confronting $K^-d$ dynamics with kaonic atom measurements within a novel unitary framework

本研究在固定中心近似下构建幺正$K^-d$振幅，结合SIDDHARTA-2数据自举分析，重新调整BCN模型参数，以约束$\ar{K}N$相互作用的同位旋矢量分量。

K介子氢的光谱和衰变

Spectrum and decays of kaonic hydrogen

利用束缚态的非相对论有效拉格朗日方法，在QCD中得到了对K介子氢的能级和衰变宽度的同位旋破缺修正的完整表达式.结果表明，尽管由于么正性尖点引起的O（alpha^{1/2}，（m-m_u）^{1/2}）处的首阶修正很大，但它们可以用KN的S波散射长度来表示。因此，在领先的顺序，它是可能的参数自由导出修改的E-T型关系，它可以用来提取散射长度的强子原子数据。

带电中微子在氢和氘上散射的平均带电多重数

Mean charged multiplicities in charged-current neutrino scattering on hydrogen and deuterium

现有的实验数据进行了分析，以获得简单的参数化的平均带电强子多重性的带电电流中微子和反中微子与氢和氘的相互作用的目标。所得结果可用于（反）中微子诱导的强子簇射模拟。

氢和氘的Zemach矩

Zemach Moments for Hydrogen and Deuterium

首次利用电子-质子和电子-氘弹性散射的国际数据，测定了氢原子和氘原子的Zemach矩。计算类氢原子的超精细结构的核修正时需要这些矩。我们将所得的HFS预测与现有的高精度数据进行比较，并提供了必要的核极化校正的大小的估计，以产生实验HFS和理论计算之间的协议。

核极化率对氢-氘同位素位移的贡献

Nucleus polarizability contribution to the hydrogen-deuterium isotope shift

本文根据轻子-核非弹性散射结构函数的现代实验数据，讨论了质子和氘的极化率对氢氘同位素位移的修正。该贡献的数值等于63 \pm 12 Hz。

氢和氘中的宇称破坏中子自旋转动

Parity-violating neutron spin rotation in hydrogen and deuterium

利用次至首阶的无介子有效场论，计算了极化中子束通过氢和氘靶时的（宇称破坏）自旋旋转角。我们的结果是一个程序的一部分，以获得五个领先的独立的低能量参数的特点强子宇称违反少体观测在一个系统和一致的框架。两个自旋旋转角提供了对这些参数的独立约束。通过简单的量纲分析来估计耦合的典型大小，我们预计氢和氘靶的标准靶密度信号为10^-7 ~ 10^-6 rad/m。我们没有发现任何迹象表明，ND观察到的是增强相比，NP一。所有结果都被适当地重整化。我们的计算的数值和系统的不确定性的估计表明良好的收敛性。附录中包含了三核子系统的相关分波投射器。

氢原子和氘原子激发态S能级的兰姆位移

The Lamb Shift of Excited S-Levels in Hydrogen and Deuterium Atoms

考虑了$s$状态兰姆位移$ΔE_L(1s_{1/2}) - n^3 ΔE_L(ns_{1/2})$的特定组合。它的值是在氢原子和氘原子中计算的，$n$最多为12。计算结果包括了所有对$1 kHz$有贡献的修正，特别是单圈自能和真空极化，双圈贡献。核有限尺寸校正同位素的组合的差异也进行了评估。

核尺寸效应和氢氘同位素位移的辐射修正

Radiative Correction to the Nuclear-Size Effect and Hydrogen-Deuterium Isotopic Shift

计算了核电荷半径对$α(Zα)^5m_r^3<r^2>$级兰姆位移贡献的辐射修正。鉴于最近的高精度的实验数据，这种理论修正产生了显着的贡献，氢氘同位素位移。

In-beam hyperfine spectroscopy of antihydrogen, hydrogen and deuterium

The ASACUSA collaboration is developing a polarized beam of antihydrogen atoms to precisely determine the ground-state hyperfine structure for studies of CPT and Lorentz invariance. Using a beam of ordinary hydrogen, measurements of both the $σ$ and $π$-transition have been performed, investigating orientation-dependent SME coefficients. Furthermore a first hyperfine experiment with a beam of deuterium is being prepared.

氢、氘、氦原子兰姆位移的最大加速度修正$^{+}$

Maximal Acceleration Corrections to the Lamb Shift of Hydrogen, Deuterium and He$^{+}$

在非相对论近似下计算了单电子原子兰姆位移的最大加速度修正。它们与实验结果是一致的，特别是与氢中的$2S-2P$兰姆位移一致，并通过$\sim 50%$减少了$He^+$中的$2S-2P$位移的实验-理论差异。

μ子氢-μ子氘同位素位移理论

Theory of muonic hydrogen - muonic deuterium isotope shift

我们计算了μ介子氢（μ p）和μ介子氘（μ d）的1 S和2S能级的兰姆位移的α ^3、α ^4和α ^5阶修正。对于单光子相互作用，考虑了质子r_p和氘r_d的电荷半径对原子核结构的影响;对于单圈振幅，考虑了质子和氘的电磁形状因子的影响。得到的（1 S-2S）分裂的同位素位移（μ d）-（μ p）的数值为101003.3495 meV，可作为相应实验的可靠估计，其精度为10^{-6}。计算了μ子氢和μ子氘的精细结构区间E（1 S）-8E（2S）。

μ子氢、μ子氘和μ子氦离子真空极化的相对论约化质量和反冲修正

Relativistic Reduced-Mass and Recoil Corrections to Vacuum Polarization in Muonic Hydrogen, Muonic Deuterium and Muonic Helium Ions

研究了简单μ子束缚系统中相对论效应和辐射效应的约化质量依赖性。计算了μ子氢、氘和μ子氦离子的自旋相关核反冲修正，其量级为（Z α）^4 μ ^3/m_N^2（μ为约化质量，m_N为核质量）。计算了α（Z α）^4 μ量级的真空极化的相对论修正，并充分考虑了约化质量的依赖性。结果改变了理论预测。在超前对数近似下，得到了α（Zα）^5 ln^2（Z α）μ ^2/mN量级的真空极化辐射反冲修正。结果强调需要一个统一的治疗相对论修正真空极化μ介子氢，μ介子氘和μ介子氦离子，其中的轨道粒子的质量比的核质量大于精细结构常数。

Neutrino Scattering Measurements on Hydrogen and Deuterium: A Snowmass White Paper

Neutrino interaction uncertainties are a limiting factor in current and next-generation experiments probing the fundamental physics of neutrinos, a unique window on physics beyond the Standard Model. Neutrino-nucleon scattering amplitudes are an important part of the neutrino interaction program. However, since all modern neutrino detectors are composed primarily of heavy nuclei, knowledge of elementary neutrino-nucleon amplitudes relies heavily on experiments performed in the 1970s and 1980s, whose statistical and systematic precision are insufficient for current needs. In this white paper, w…

Resonance axial-vector mass from experiments on neutrino-hydrogen and neutrino-deuterium scattering

We analyze all available experimental data on the $ν_μ$ and $\overlineν_μ$ total and differential cross sections of charged-current single pion production through the decay of intermediate nucleon and baryon resonances measured on hydrogen and deuterium targets in the accelerator experiments at ANL, BNL, FNAL, and CERN. These data are used to determine the current "resonance" axial-vector mass of the nucleon and to fine-tune the nonresonance non-interfering background contribution which described within the Rein-Sehgal approach. For this analysis, we revise the phenomenological model and the e…

非相对论效应对μ子氢、氘、氦离子兰姆位移的$α^5m_μc^2$阶贡献

Non-relativistic contributions in order $α^5m_μc^2$ to the Lamb shift in muonic hydrogen, deuterium and helium ion

对轻μ子原子的能级的贡献，特别是对兰姆位移的贡献，可以分为几类。使用不同的方法计算相关的图表。特别是，有一种特殊的非相对论贡献。在这里，我们考虑这种修正的兰姆位移顺序为$α^5m_μ$。这些贡献是由于自由真空偏振环以及光的光散射的各种影响。相关图中的闭合环是一个电子环，它允许对μ子进行非相对论性的考虑。这两种贡献已经知道了一段时间，然而，迄今为止获得的结果只是部分的。我们完成了μ子氢的$α^5m_μ$贡献的计算。结果还针对μ子氘和μ子氦离子进行了调整。

来自μ子氢和氘中兰姆位移对汤川型新力的约束

Constraints on Yukawa-type New Forces from the Lamb Shift in Muonic Hydrogen and Deuterium

利用氢和氘中兰姆位移，开发分析框架约束汤川型第五力相互作用，将坐标空间积分转换为动量空间卷积，应用于最新光谱数据，推导出耦合常数约束，确定临界范围及约束与核电荷分布模型无关，指出光谱精度是探测瓶颈。

电子和μ子氘能谱的原子核结构修正

Nuclear structure corrections in the energy spectra of electronic and muonic deuterium

计算了单圈原子核结构对氘原子兰姆位移和超精细分裂的Z α级修正。本文根据现代氘核电磁形状因子的实验数据，得到了氘核结构效应对同位素位移（ep）-（ed），（μ p）-（μ d）的贡献。与电子和μ子氢的兰姆位移的类似贡献的比较表明，由于核结构的相对贡献增加时，从氢到氘。

氢、反氢和相关系统的洛伦兹和CPT试验

Lorentz and CPT tests with hydrogen, antihydrogen, and related systems

潜在的精密光谱作为一种工具，在系统的搜索洛伦兹和CPT违反的影响进行了研究。系统考虑包括氢，反氢，氘，正电子素，和氢分子和分子离子。微扰位移的能级和关键跃迁频率的推导，允许任意质量尺寸的洛伦兹违反运营商。可观测的影响是从各种直接测量，恒星和年度变化，物种之间的比较，和重力响应。我们使用现有的数据，把新的和改进的约束非相对论性系数洛伦兹和CPT违反，我们提供了估计未来可达到的直接光谱的各种系统或测试与氢和氘脉泽。结果揭示了许多迄今为止尚未测量的系数的潜在敏感性，以及比某些现有结果数十亿倍或更多的潜在改进。

氢的兰姆位移和QED的低能实验

The Lamb Shift of Hydrogen and Low-Energy Tests of QED

考虑了对s态$E_L(1s)-8E_L(2s)$的兰姆位移差和对$2p_{1/2}$态寿命的对数修正。重新计算了Sokolov和Yakovlev关于$2s_{1/2}$和$2p_{1/2}$的Lamb分裂的结果，得到了1057.8576（21）MHz的新值.使用这里获得的$E_L(1s)-8E_L(2s)=$ -187.237（8）MHz的值，使用与1 s或2s兰姆位移相关的所有最近测量，得到氢和氘的基态的新值。氢原子基态的最高精确值是8172.934（22）MHz。氘的测量结果为$E_L(1s)-8E_L(2s)=$ -187.229（8）MHz，利用它我们从Garching实验中得到8183.905（224）MHz。还考虑了一些相关的主题。考虑到最近的未来结果的精细结构常数的问题进行了评论。特别注意的是Muonium超精细分裂，它类似于Lamb位移计算和中子de Broglie的波长测量，这也可能导致氘质量和精细结构常数之间的某些联系。