Isospin-breaking in the $ππ$ scattering amplitude I: Effects due to the pion mass difference
本文作为系列首篇,分析ππ散射振幅的同位旋破缺效应,推导带电与中性π介子质量差对Roy方程的修正,匹配手征表示后数值求解并讨论结果,为后续研究奠定基础。
2025-11-11 hep-ex hep-lat hep-ph
Three-flavor Nambu--Jona-Lasinio model at finite isospin chemical potential
有限同位旋化学势$μ_{\text I}$下的QCD具有正定的费米子行列式,可以成功地进行晶格模拟。虽然双味有效模型可能足以描述π介子凝聚的现象,有趣的是研究的奇异自由度和U $_{\rm A}(1)$异常的作用。本文系统地研究了具有Kobayashi-Maskawa-'t Hooft(KMT)项的三味Nambu-Jona-Lasinio模型在有限同位旋化学势下的U $_{\rm A}(1)$反常.在平均场近似下,该模型预测了从真空到π超流相的相变,该相变发生在$μ_{\rm I}$等于π质量$m_π$。由于U $_{\rm A}(1)$反常,奇异自由度与轻夸克自由度耦合,奇异夸克有效质量依赖于π凝聚。而在π超流相中,奇异夸克凝聚体和奇异夸克有效质量变化不大,验证了双味模型的正确性。构造了在π介子凝聚存在下的Kobayashi-Maskawa-'tHooft项的有效四费米子相互作用。由于U $_{\rm A}(1)$反常,π介子凝聚通常会引起标量-赝标量相互作用。建立了介子激发的Bethe-Salpeter方程,并在有限的同位旋化学势和温度下得到了介子的质量谱。最后,推导出了有限Isospin化学势$μ_{\rm I}$下拓扑极化率$χ$的一般表达式。与抑制$χ$的有限温度效应相反,同位旋密度效应导致$χ$的增强。
2013-09-17 hep-lat hep-ph nucl-th
QCD phase diagram with isospin chemical potential
在这篇文章中,我们研究了存在一个同位旋化学势的QCD相图。为了减轻与π介子凝聚相关的理论的红外问题,我们引入π介子源作为红外调节器。我们讨论了将结果外推到消失的π介子源的各种方法,包括基于有质量Dirac算子奇异值谱的新方法、首阶重加权和样条Monte-Carlo拟合。我们的主要结果关注正常和π凝聚相之间的相变边界和作为化学势的函数的手性/解除禁闭转变温度。此外,我们进行定量比较我们的直接结果和泰勒展开在零化学势,以评估后者的适用范围。
2016-11-21 hep-lat hep-ph nucl-th
Universal physics of three bosons with isospin
我们证明了具有同位旋自由度的三玻色子系统存在两类普适现象。在同位旋对称极限下,只有一个具有全同位旋的普适三玻色子束缚态,其束缚能与二玻色子束缚态的束缚能成正比。随着大的同位旋对称性破缺,三个相同玻色子的标准Efimov态出现在低能量。在格点量子色动力学模拟中,这两种现象都可以通过适当调整π质量的三个π介子来实现,或者在冷原子实验中通过自旋为1的玻色子来实现。对介质中多π介子态软化的意义也进行了讨论。
2014-03-10 cond-mat.quant-gas hep-lat hep-ph
Meson-meson scattering lengths at maximum isospin from lattice QCD
总结了我们用格点量子色动力学对π介子-π介子、π介子-K介子和K介子-K介子在最大同位旋下s波散射长度的测定,特别着重于外推到物理点的方法和次高阶手征微扰理论的应用。我们采用的数据在三个值的晶格间距和π介子的质量范围从230兆电子伏到450兆电子伏左右,应用Luescher的有限体积法计算的散射长度。我们发现,领先阶手征微扰理论是令人惊讶的接近我们的数据,即使在我们的整个范围内的π介子质量的kaon-kaon的情况下。
2021-01-30 hep-lat hep-ph nucl-th
The three-pion $K$-matrix at NLO in ChPT
本研究在手征微扰论次领头阶下计算了所有同位旋道三π介子系统的三粒子K矩阵,推广了此前最大同位旋的相关工作,得到了对应阶数的阈值展开解析表达式。
2024-01-25 hep-lat hep-ph nucl-th
Thermal effects on sound velocity peak and conformality in isospin QCD
本研究利用夸克-介子模型结合Polyakov圈,研究同位旋QCD中热效应对状态方程的影响,揭示不同温度窗口下声速和迹反常的变化,并展示热夸克对共形性的破坏与恢复。
2024-03-04 hep-lat hep-ph nucl-th
Implementing the finite-volume three-pion scattering formalism across all non-maximal isospins
该研究探索了所有非最大同位旋下三π介子的相对论场论形式,通过通用同位旋扩展及开源Python库实现框架,预测了有限体积下带非零总动量的三π介子能量基线,为未来格点量子色动力学中三体效应研究提供参考。
2025-08-15 hep-lat hep-ph
QCD at nonzero isospin asymmetry
本文研究了夸克质量为交错夸克的非零同位旋不对称QCD相图和热力学性质。特别是,连续的正常和π凝聚相和手性/decenclosure过渡之间的相边界的结果。我们的研究结果表明,当同位旋化学势达到325~MeV时,π介子凝聚相的能量限制在$T\lesssim170$ ~MeV.我们还使用的数据来测试泰勒展开法的有效性范围,并显示第一个结果的状态方程。
2018-11-14 hep-lat hep-ph nucl-th
Curve collapse for the isospin-2 pion scattering length from QCD with 3, 4, and 5 colors
本文通过比较3、4和5色QCD模拟中的同位旋-2π介子散射长度,验证了其按1/Nc变化的曲线坍缩行为,符合大Nc计数预期。
2024-09-03 hep-lat
QCD at finite isospin density
有限同位旋化学势μ_I下的QCD不存在费米子符号问题,可以在格点上研究。我们在两个极限下解析地求解了这个理论:在低μ_I时,手征微扰理论是适用的;在渐近高μ_I时,微扰QCD起作用。在低密度下,基态是π凝聚态,而在高密度下,它是具有库珀对的费米液体。这些电子对携带的量子数与π介子相同。这使我们猜想,从强子到夸克物质的过渡是平滑的,这通过了几个测试。我们的结果暗示了在温度和化学势的空间中的一个非平凡相图。
2001-01-10 hep-lat hep-ph nucl-th
Quark mass and isospin dependence of the deconfining critical temperature
我们描述的退澄清临界温度依赖于介子质量和同位旋化学势非常好的协议与晶格数据。我们的框架采用了明确的依赖夸克质量,同位旋和重子化学势的情况下,两种口味,通过成分从著名的高,低能量的理论。在低能量部分,系统由最小手征微扰理论有效作用量描述,对应于π准粒子和重核子的热气体。对于高温部分,我们采用了一个简单的扩展的模糊袋模型。我们还简要地讨论了质量不对称性和重子化学势的影响。
2009-02-04 hep-lat hep-ph nucl-th
QCD at finite isospin chemical potential
我们研究了零温和非零温下有限同位旋化学势下的QCD性质。该理论不受符号问题的影响,并且可以使用Monte-Carlo技术进行模拟。随着同位旋化学势的增加和温度低于去禁闭跃迁,系统会变成一个带电π介子凝聚的阶段,伴随着狄拉克算子的低模的积累。通过将一个pionic源引入到动作中来实现模拟,作为理论的红外调节器,并且通过外推去除调节器来获得物理结果。我们提出了一个更新的研究有关的相图使用2+1的味道交错费米子的物理夸克质量和泰勒展开的比较。我们还提出了第一个结果,我们确定的状态方程在有限的同位旋化学势,并给出一个宇宙学应用的例子。结果也可以用来获得信息QCD在小重子化学势使用重新加权相对于介子源参数和化学势,我们在这个方向上提出的第一步。
2017-09-29 hep-lat hep-ph nucl-th
Pion condensation at non-zero isospin chemical potential with Wilson fermions
本文利用Wilson费米子格点模拟研究非零同位旋化学势下π介子玻色-爱因斯坦凝聚相的起始点,弥补现有结果仅基于交错费米子的不足。
2025-02-07 hep-lat
Isospin-breaking effects in the two-pion contribution to hadronic vacuum polarization
如果与$ρ(770)$和$ω(782)$共振的干涉有关,那么两π介子对强子真空极化(HVP)的贡献中的同位旋破缺(IB)效应可以共振增强.这种特殊的IB对π介子矢量形状因子的贡献,以及因此对$e^+e^-\to π^+π^-$中的线型的贡献,可以用$ω$极点处的余数来描述--$ρ$ - $ω$混合参数$ε_ω$。在这里,我们认为,虽然在一般的解析性要求这个参数是真实的,辐射通道$π^0γ$,$ππγ$,$ηγ$可以诱导一个小的阶段,其大小,我们估计为$δ_ε=3.5(1.0)^\circ$通过使用一个窄宽度近似的中间态矢量介子。然后,我们进行拟合的$e^+e^-\to π^+π^-$数据库和研究的后果为2 π介子HVP贡献的μ子的异常磁矩,其IB部分由于$ρ$ - $ω$混合,和质量的$ω$共振。我们发现,全球拟合不喜欢$δ_ε=4.5(1.2)^\circ$的非零值,接近窄共振的期望,但在数据集之间有很大的传播,表明在$ρ$ - $ω$区域的系统差异。
2022-10-06 hep-ex hep-lat hep-ph
Magnetic structure of isospin-asymmetric QCD matter in neutron stars
我们利用晶格模拟研究了背景磁场和同位旋化学势对QCD的影响。这种设置表现出一个符号的问题,这是规避使用泰勒展开在磁场。系统的基态在π凝聚相被发现表现出明显的抗磁响应。我们详细阐述了这种抗磁性如何可能有助于强磁化中子星内核的压力平衡。此外,我们表明,由于增加的磁场的带电π质量的增强,介子凝聚的发病转移到更大的化学势。最后,我们在温度-同位旋化学势平面上画出了QCD相图的磁结构。
2014-10-22 astro-ph.HE hep-lat hep-ph
Lattice quantum chromodynamics at large isospin density: 6144 pions in a box
提出一种数值稳定的格点QCD算法,通过单次矩阵分解计算多π介子关联函数,并在多达6144个π介子系统中揭示了玻色-爱因斯坦凝聚相变及超越共形极限的声速异常现象。
2023-07-27 hep-lat hep-ph nucl-th
Isospin 0 and 2 two-pion scattering at physical pion mass using distillation with periodic boundary conditions in lattice QCD
本文利用distillation技术构建多粒子插值算符,在物理质量下计算了同位旋0和2两π介子散射相移与长度,减除真空和热污染后,最精细系综结果与唯象学在统计误差内一致。
2023-04-06 hep-lat
Scattering of two and three physical pions at maximal isospin from lattice QCD
我们提出了第一个直接的$N_f=2$格点量子色动力学计算的两个和三个$π^+$散射量,其中包括一个系综的物理点。我们研究了夸克质量对两π相移的影响,以及三粒子相互作用参数。我们还比较了现象学和手征微扰理论(ChPT)。在二粒子部分,我们观察到$s$ -和$d$ -波的唯象拟合很好的一致性,并从直接计算中获得物理点上的$M_πa_0 = -0.0481(86)$。在三粒子部分,我们观察到合理的协议在阈值的领先阶手征展开,即\@一个有吸引力的三粒子接触项与此相反,我们观察到,能量依赖的三粒子准局部散射量的一部分是没有很好地描述的领导秩序ChPT。
2021-05-25 hep-lat hep-ph
Quarkonium at non-zero isospin density
本文用格点量子色动力学计算了在非零同位旋密度介质中夸克偶素束缚态的能量。使用正则(固定的同位旋电荷)方法创建的介质引起夸克偶素能量的减少。随着同位旋密度的增加,能量漂移先增加后饱和。饱和发生在一个接近的同位旋密度,在那里以前已经观察到的介质的能量密度的行为的定性变化,这是对应于从π介子气体的玻色-爱因斯坦凝聚相的过渡。夸克偶素能量的减少随着重夸克质量的减少而变得更加明显,类似于在非零夸克化学势的双色QCD中看到的行为。在我们的分析过程中,我们确定了低动量下的$η_b$ - $π$和$Υ$ - $π$散射相移。将散射长度内插到物理π介子质量上,得到$a_{η_b,π} = 0.0025(8)(6)$ fm和$a_{Υ,π} = 0.0030(9)(7)$ fm。
2020-09-16 hep-lat hep-ph nucl-th
Baryon masses at nonzero isospin/kaon density
我们用格点量子色动力学计算了在π介子或K介子介质中各种重子的基态能量移动,夸克质量的单一值对应于π介子质量为m_π~390 MeV,K介子质量为m_K~540 MeV,空间体积为V(4fm)^[3]。所有的系统都是使用一个典型的形式主义,其中夸克传播收缩成固定的同位旋/K介子密度的关联函数。我们研究了四个不同的系统,n ^+(π^+)^n,n ^^0(π^+)^n,p(K^+)^n和n(K^+)^n,其中n=11个介子。从基态能量的变化,我们提取两个和三体散射参数,以及线性组合的低能量常数出现在树水平的手征微扰理论。
2013-10-15 hep-lat hep-ph nucl-th
Extracting scattering parameters using the isospin chemical potential
强相互作用介导的强子散射一直是理论和实验研究的热点。近年来,格点量子色动力学从第一性原理出发对散射过程的计算取得了显著的进展,包括对2 π介子散射长度的多次计算,其结果与实验结果的符合程度在百分之几以内。然而,有一类散射过程,如π-核子散射,包含湮灭图,这往往是昂贵的晶格上模拟。在这次演讲中,我将提出一种方法,通过采用一个同位旋化学势,可以在晶格上模拟作为其正定费米子行列式的结果,从这类散射过程中提取某些参数。
2010-11-05 hep-lat hep-ph nucl-th
QCD phase diagram for nonzero isospin-asymmetry
利用连续外推的具有物理质量的交错夸克研究了存在同位旋不对称性时的QCD相图。特别是,我们调查的正常和π凝聚相和手性/decenclosure过渡之间的相边界。为了避免零模的积累,从而稳定算法,用一个小的显式破缺参数进行模拟。消失显式破缺的极限是通过外推得到的,这是由一个新的改进方案,采用奇异值表示的狄拉克算子。我们的研究结果表明,没有π凝聚发生在$T\approx 160$ MeV以上,也表明,在高的同位旋不对称性的退禁闭交叉连续连接到BEC-BCS交叉。结果可以直接与QCD的有效理论和模型方法进行比较。
2018-03-22 hep-lat hep-ph nucl-th
Two- and three-pion finite-volume spectra at maximal isospin from lattice QCD
我们给出了由格点量子色动力学确定的有限体积内具有最大同位旋的三π介子谱,包括总动量为零和非零时各种不可约表示中的激发态和基态.所需的关联函数,从其中提取的频谱,计算使用一种新实现的算法,该算法的计算速度超过一个数量级。在一个子集的数据,我们提取一个非零值的三π介子阈值散射振幅使用$1/L$扩展的三粒子量子化条件,它始终描述所有的状态在零总动量。有限体积谱是公开的,以方便进一步探索可用的三粒子有限体积方法。
2019-10-07 hep-lat
On the origin of the peak of the sound velocity for isospin imbalanced strongly interacting matter
本研究用含夸克的两味线性σ模型分析同位旋非对称强相互作用物质,发现戈德斯通模式及带电π介子与σ的非平凡混合是声速峰的成因,结果与格点QCD结论吻合。
2025-03-20 hep-lat hep-ph nucl-ex
Isospin symmetry breaking effects in the pion and nucleon masses
我们研究了由RBC和UKQCD合作产生的2+1味畴壁费米子规范位形和猝灭的非紧格点QED位形在赝标介子和核子系统中的电磁质量分裂。我们用$16^3\times 32$和$24^3\times 64$晶格分析了有限体积效应。
2008-10-07 hep-lat
An Update on the Isospin-Breaking Effects in the Pion Decay Constant with Staggered Quarks
Jülich Supercomputing Centre, Forschungszentrum Jülich(于利希超级计算中心,于利希研究中心)
本文基于双重费米子衰变常数中宇称破缺效应的计算,使用N_f=2+1+1的阶梯夸克进行研究,更新了对称值和梯度流尺度的确定,并讨论了后续计划。
2026-04-21 hep-lat
Meson mixing effects on the speed of sound in isospin-imbalanced matter
Center for Nuclear Research, Department of Physics, Kent State University(肯特州立大学核研究中心)
研究介子混合对等离子体速度的影响,通过线性西格玛模型发现等离子凝聚体产生Goldstone模式,影响速度峰的位置和宽度。
2026-03-24 hep-lat hep-ph hep-th
Leading isospin-breaking corrections to pion, kaon and charmed-meson masses with Twisted-Mass fermions
我们提出了一个格子计算的同位旋破缺修正赝标介子质量使用规范配置产生的欧洲扭曲质量与$N_f = 2 + 1 + 1$动力学夸克在三个值的晶格间距($a \simeq 0.062, 0.082$和$0.089$ fm)与范围$M_π\simeq 210 - 450$ MeV的介子质量。奇异夸克和魅夸克的质量被调整到它们的物理值。我们采用了基于$d$ -和$u$ -夸克质量差($\widehat{m}_d - \widehat{m}_u$)的路径积分的幂次展开和电磁耦合$α_{em}$的RM 123方法。在淬火QED近似下,忽略了海夸克荷的影响,在外推到物理π介子质量和连续和无限体积极限后,我们给出了π介子,K介子和(第一次)粲介子质量分裂,对于依赖于规定的参数$ε_{π^0}$,$ε_γ(\overline{MS}, 2~\mbox{GeV})$,$ε_{K^0}(\overline{MS}, 2~\mbox{GeV})$,与违反达申定理有关,以及轻夸克质量差$(\widehat{m}_d - \widehat{m}_u)(\overline{MS}, 2~\mbox{GeV})$。
2017-06-11 hep-lat hep-ph
Implementing the RFT finite-volume formalism for three pions across all non-maximal isospins
本文数值实现RFT有限体积形式体系,在三粒子相互作用为零的非物理设置下,计算三π介子在所有非最大同位旋、不同总动量及对称群不可约表示中的离散能谱,为格点QCD提取三体相互作用提供基线。
2024-12-06 hep-lat
Finite-volume energy shift of the three-pion ground state
利用非相对论有效场论的框架,计算了三π介子系统在总同位旋为$I=1$的沟道中有限体积基态能移到$O(L^{-6})$.相对论修正包括微扰,以相同的顺序在盒大小的倒数$L$。所得到的显式表达式,与已知的具有最大同位旋$I=3$的系统的结果一起,可用于从测量的三π介子基态谱中提取两个独立的有效三体耦合.
2021-03-24 hep-lat hep-ph
QCD phase structure at finite isospin chemical potential and smaller-than-physical quark mass
研究在有限同位化学势和更小夸克质量下QCD的相结构,发现介子凝聚在特定条件下发生。
2025-12-05 hep-lat
Estimates of Lee-Yang zeros and a possible critical point on the pion condensate boundary in the QCD isospin phase diagram using an unbiased exponential resummation on the lattice
本文首次在(2+1)味QCD中利用无偏指数重求和直接估计配分函数的李-杨零点,进而确定收敛半径并尝试定位同位旋相图中π凝聚临界线上的可能临界点。
2025-07-18 hep-lat hep-ph nucl-ex
Isospin 0 and 2 two-pion scattering at physical pion mass using all-to-all propagators with periodic boundary conditions in lattice QCD
本文用格点QCD、全对全传播子和GEVP在物理质量系综上提取I=0与I=2双π多态相移,结果符合Roy方程和手征微扰论,并获得有助于K→ππ衰变研究的激发态。
2023-05-18 hep-lat
Chiral logs in twisted mass lattice QCD with large isospin breaking
在扭转质量Wilson手征微扰理论中,假设π介子有大质量分裂,并调谐到最大扭转,计算了π介子的质量和衰变常数。在手征展开式的首阶处考虑大质量分裂,导致手征结构的显著修改。例如,带电π介子质量的结果包含一个涉及中性π介子质量而不是带电π介子质量的手征对数。中性π介子质量和衰变常数的结果也有类似的修正。这些新的结果被用于配合晶格数据最近获得的欧洲扭曲质量合作。数据可以很好地拟合,一般优于忽略质量分裂的标准手征微扰理论表达式。对提取低能耦合的影响进行了简要讨论。
2010-11-17 hep-lat
Calculating the two-pion decay and mixing of neutral K mesons
本文介绍了用物理运动学方法计算复同位旋二衰变振幅A_2的最新结果,以及探索性地计算了同位旋零衰变振幅A_0。最后讨论了精确计算A_0以及KL和KS介子质量差的前景。
2013-01-17 hep-lat
Isospin mass differences of singly heavy baryons
基于π平均场方法,我们研究了单个重子的同位旋质量差。我们同时考虑了电磁相互作用和由上夸克和下夸克质量差引起的强子贡献。相关的参数已经被重子八隅体所确定。此外,我们还介绍了手征孤子内部轻夸克之间的强超精细相互作用以及手征孤子与重夸克之间的库仑相互作用。数值计算结果与实验数据吻合较好。特别是,中性质量关系的结果,其中只包含电磁的贡献,是在显着的协议与数据,这意味着π平均场方法提供了一个很好的描述的单重重子。
2020-04-18 hep-ex hep-lat hep-ph
Isospin-0 $ππ$ scattering from twisted mass lattice QCD
本文给出了在扭曲质量格点量子色动力学中计算的同位旋0 $ππ$ s波散射长度的结果。我们使用了三个分别在240~MeV和330~MeV物理值下具有么正π质量的$N_f = 2$系综。我们还使用了一个大的$N_f = 2 + 1 +1$系综的幺正π介子的质量在230~MeV - 510~MeV的范围内变化在三个不同的值的晶格间距。为了避免扭曲质量夸克作用量的同位旋对称性破缺所带来的复杂性,我们采用了一种混合作用量方法,在价区引入了Osterwalder-Seiler作用量。由于$N_f = 2 + 1 +1$系综中相对较大的晶格伪影,我们不呈现这些系综的散射长度。相反,利用这些合奏的许多不同的π质量的优势,我们定性地讨论了π质量依赖于该通道的散射特性的基础上的结果从$N_f = 2 + 1 +1$合奏。计算了$N_f = 2$系综的散射长度,并进行了手征外推。在物理π介子质量下,我们的结果$M_πa^\mathrm{I=0}_0 = 0.198(9)(6)$与各种实验测量和理论预测相当吻合。
2017-01-31 hep-lat
Lattice QCD at finite isospin density
我们模拟了在一个有限的化学势$μ_I$($I_3$)的QCD探测核物质的相图的一部分。初步结果表明,对于$μ_I > μ_c$,该理论形成了一个带电的π凝聚体,自发地打破$I_3$,和同位旋密度是非零的。
2001-10-08 hep-lat