Non-perturbative evaluation of some QED contributions to the muonic hydrogen $\bm{n=2}$ Lamb shift and hyperfine structure
在非相对论量子电动力学的框架下，通过对狄拉克方程的精确数值计算，而不是通过$1/c$幂的微扰展开，计算了μ子氢的$n=2$兰姆位移、精细结构区间和$2s$超精细结构的最大贡献。证实了以前的计算和微扰展开对轻元素的有效性。研究了各种效应与核尺寸和模型的关系
2012-11-02 physics.atom-ph
Deuteron charge radius from the Lamb-shift measurement in muonic deuterium
氘核电荷半径的计算从μ介子氘的兰姆位移的测量，考虑到电子真空极化校正的核结构的影响。这个修正出乎意料地大，并且给出了均方电荷半径差$ r_d^2-r_p^2 = 3.81747(346)\, {\rm fm}^2 $，这与从1 $S$ -2 $S$跃迁中的普通H-D同位素位移获得的结果一致。这表明，从电子和μ子系统中获得的质子电荷半径的长期差异是由于低估了普通氢光谱的不确定性。
2019-03-07 physics.atom-ph
The Lamb shift in muonic hydrogen and the electric rms radius of the proton
本文提出μ子氢中的μ子应被视为由正负电子对修饰的准粒子而非裸粒子，从而消除质子半径之谜，并得到与 CODATA-2010 一致的质子电荷半径。
2023-04-14 physics.atom-ph
Lamb shift in hydrogen-like muonic atoms to test fractal extra dimensions
通过对不同Z值的氢离子和类氢离子2s ~（1/2）和2 p ~（1/2）态能量差的实验和理论计算结果的比较，我们估计了额外分数维存在的范围.当我们使用μ子氢和μ子氘时，这些边界更高，这打开了一种可能性，即未来对具有一个电子和更高Z值的μ子原子的兰姆位移的测量可能会显示额外维度的证据。
2019-03-02 hep-ph physics.atom-ph
Muonic vacuum polarization correction to the bound-electron $g$-factor
从理论上研究了μ子真空极化对束缚在核势中电子的$g$因子的贡献。电以及磁回路的贡献进行了评价。我们发现这些μ子效应是可观察到的计划中的捕获离子实验与轻和中重高电荷离子。由于强库仑场的增强，这些贡献大大高于自由电子$g$因子中的相应项。由于它们的大小，μ子真空极化项也是显着的计划确定的精细结构常数从束缚电子$g$ -因素。
2016-10-05 physics.atom-ph
Theory of the Lamb shift and Fine Structure in muonic $\mathrm{^4He}$ ions and the muonic $\mathrm{^3He-^4He}$ Isotope Shift
本文对氦离子$(\mathrm{μ^4He})^+$的2S-2 P兰姆位移和2 P态精细结构的理论贡献作了最新的总结。这个总结作为基础的提取的α粒子电荷半径的μ子氦兰姆位移测量在保罗谢勒研究所，瑞士。个别理论的贡献需要一个电荷半径提取进行比较，并编译成一个一致的总结。弹性双光子交换的α粒子的电荷分布的影响进行了研究，考虑到可能的模型依赖性的能级上的电形状因子的核。我们还讨论了理论的不确定性，它进入提取的$\mathrm{^3He-^4He}$同位素位移从μ子测量。提取的理论不确定性远小于先前同位素位移测量之间的当前差异。这项工作完成了我们的一系列$n=2$理论汇编轻μ子原子，我们已经完成了μ子氢，氘，氦-3离子。
2018-10-06 nucl-th physics.atom-ph
Relativistic recoil effects to energy levels in a muonic atom: a Grotch-type calculation of the second-order vacuum-polarization contributions
调整Grotch型微扰计算方法，得到了轻μ子原子中$α^2(Zα)^4m^2/M$级的双圈真空极化相对论反冲修正.该结果与以前Breit型方法中得到的结果完全一致。我们还讨论了简单的近似的不可约部分的双回路真空极化色散密度，这是适用于测试我们的计算，并可以用于其他评估的不确定性优于1%。
2014-04-03 physics.atom-ph
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。
2010-05-27 hep-ph physics.atom-ph
Brief review of the theory of the muonic hydrogen Lamb shift and the proton radius
最近的μ介子氢兰姆位移已测量前所未有的准确性，允许精确测定质子半径。该测定与（主要）从氢兰姆位移和电子-质子散射获得的先前CODATA值相差5 σ。在一个有效场论的形式主义，我将定义质子半径和简要回顾一些方面的理论预测的μ子氢兰姆位移，研究纯QED类计算和强子效应。
2011-08-05 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Light-by-light-scattering contributions to the Lamb shift in light muonic atoms
我们考虑了单圈光-光散射对轻μ子类氢原子$Z\leq10$中$1s, 2s, 2p$态兰姆位移的贡献。贡献的数量级为$α^5m_μ$（与核电荷$Z$有不同的依赖关系）。这些包括所谓的Wichmann-Kroll势（$α(Zα)^4m_μ$），虚拟Delbrück散射（$α^2(Zα)^3m_μ$）等的贡献。为了计算虚Delbrück散射贡献，我们在坐标空间中构造了一个有效势，它可以应用于μ子原子中的其他计算。
2018-12-21 hep-ph physics.atom-ph
A self-consistent value of the electric radius of the proton from the Lamb shift in muonic hydrogen
最近，高精度测量的兰姆位移的μ子氢已经完成。由此数据可以高精度地提取质子电荷半径的精确值。要做到这一点，在理论方面也应该达到足够的精度，包括对高阶质子结构效应的适当处理。在这里，我们考虑一个高阶贡献的有限大小的质子的兰姆位移μ介子氢。到目前为止，只有模型相关的校正结果是已知的。同时，所涉及的模型与现有的电子-质子散射实验数据以及从μ介子氢的兰姆位移中提取的质子电荷半径值不一致。我们考虑了质子有限尺寸的高阶贡献，并最终导出了一个自洽的质子电半径值。质子电荷半径的重新估算值为R_E=0.84022（56）fm。
2014-05-23 hep-ph physics.atom-ph
Vacuum polarization in muonic and antiprotonic atoms: the fine structure at medium Z
真空极化效应改变了轨道粒子比电子重的原子的能级，主要的效应是由于Uehling势。本文考虑了Uehling势对能级的相对论修正，特别是μ子原子和反质子原子的精细结构。我们推导出一般表达式，并详细考虑特定区域的参数，允许简单的渐近展开。我们考虑了反质子作为轨道粒子时的反冲效应和反常磁矩。
2006-08-17 physics.atom-ph
The recoil correction to the proton-finite-size contribution to the Lamb shift in muonic hydrogen
不久前，我们测量了μ介子氢的兰姆位移，精度很高。这个值的理论预测是非常敏感的质子有限尺寸效应。从μ子氢中提取的质子半径与从弹性电子-质子散射中提取的结果是矛盾的。这就给解释μ介子氢兰姆位移的结果带来了一定的问题。对于后者，我们还需要考虑到双光子交换的贡献与质子有限的大小参与。描述它的唯一方法依赖于散射的数据，这可能会产生理论的内部不一致。最近，在外场近似下发现了质子有限尺寸对双光子交换的主要贡献。双光子交换的反冲部分没有被考虑。在这里，我们重新计算的外场部分，并采取反冲修正的有限尺寸效应考虑。
2015-01-26 hep-ph physics.atom-ph
Relativistic recoil effects for energy levels in a muonic atom within a Grotch-type approach: An application to the one-loop electronic vacuum polarization
我们继续我们的帐户的相对论反冲效应的μ原子和目前明确的分析结果在一阶电子真空极化效应。的结果得到的Grotch型的方法的基础上有效的狄拉克方程。有些表达式是繁琐的，我们调查他们的渐近行为。以前的相对论两体效应由于单圈电子真空极化研究了几个小组。我们的结果发现，这里是一致的，与以前的结果内Breit型的方法（包括我们的），不同意最近尝试应用Grotch型的方法。
2014-04-03 physics.atom-ph
Lamb shift in muonic ions of lithium, beryllium and boron
本文给出了μ离子$(μ^6_3Li)^{2+},~(μ^7_3Li)^{2+}$，$(μ^9_4Be)^{3+},~(μ^{10}_4Be)^{3+}$，$(μ^{10}_5B)^{4+},~(μ^{11}_5B)^{4+}$的兰姆位移$(2P_{1/2}-2S_{1/2})$的精确计算.考虑了$α^3\divα^6$级对真空极化、原子核结构和反冲的贡献以及相对论效应。我们的数值结果与以前的计算结果是一致的，并改善他们由于帐户的新的修正。所得结果可用于与未来的实验数据进行比较，并提取更精确的核电荷半径值。
2016-09-23 hep-ph physics.atom-ph
Radiative nonrecoil nuclear finite size corrections of order $α(Z α)^5$ to the Lamb shift in light muonic atoms
基于量子电动力学中的准势方法，计算了μ子氢和氦原子核兰姆位移的$α(Z α)^5$级辐射修正。为了构造对能谱有必要贡献的粒子相互作用势，我们采用了对自旋确定的态投影算符的方法。得到了μ子自能、μ子顶点算符和振幅随生成光子的贡献的解析表达式。我们也提出了这些贡献的数值结果，使用现代实验数据的电磁形状因子的轻核。
2017-06-29 hep-ph physics.atom-ph
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。
2011-07-08 hep-ph physics.atom-ph
Probing a Fifth Force in Muonic Atoms through Lamb Shifts and Hyperfine Structure
Hebei University（河北大学）；College of Physics Science and Technology, Hebei University（河北大学物理科学与技术学院）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；Nanjing University（南京大学）；School of Physics, Nanjing University（南京大学物理学院）；RIKEN Nishina Center, RIKEN（理化学研究所西村中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学核科学与技术学院）；Southern Center for Nuclear Science Theory (SCNT), Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所南方核科学理论中心）
通过muonic原子的拉姆伯特移和超精细结构研究，探测X17可能存在的第五力，确定muonic氘等为最佳探测目标。
2026-03-02 nucl-ex nucl-th physics.atom-ph
Relativistic recoil corrections to the electron-vacuum-polarization contribution in light muonic atoms
相对论反冲贡献的Uehling修正被重新审视。我们认为，在最近的计算基于不同的方法，包括Breit型和Grotch型计算的争议。我们发现，这些作者的计算实际上是在不同的规范和在这些规范的贡献的延迟和双光子交换效应被错过了。我们已经评估了这些影响，并从这些方法中获得了一致的结果。我们提出了一个正确的表达Grotch型的方法，产生一个正确的规范不变的结果。我们还考虑了Uehling项的有限核尺寸修正。结果是μ介子氢和氘原子和μ介子氦-3和氦-4离子。
2012-02-12 physics.atom-ph
Weak Interaction Contributions in Light Muonic Atoms
计算了轻电子和μ子原子中弱相互作用对超精细分裂和兰姆位移的贡献。我们注意到，对氘的超精细分裂的修正变为零。与其他情况相比，氢中兰姆位移的弱校正被小因子$(1-4\sin^2θ_W)$额外抑制。
2012-03-24 hep-ph physics.atom-ph
Higher order proton structure corrections to the Lamb shift in muonic hydrogen
最近的难题与质子电荷半径启发重新考虑的修正，进入确定质子的大小。我们研究了双光子质子结构修正，特别考虑了色散关系中的非极减法项，并使用拟合现代数据来评估能量贡献。我们发现，个人贡献的变化比总的，目前的结果与误差估计。
2011-01-31 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Proton polarisability contribution to the Lamb shift in muonic hydrogen at fourth order in chiral perturbation theory
本文采用手征展开到四阶的重子手征微扰理论，计算了前向双虚康普顿散射的振幅T_1，并考虑了γ N Delta形状因子的主要贡献。这提供了一个独立于模型的表达式的振幅在低动量区域，这是占主导地位的一个为它的贡献的兰姆位移。它使我们能够显着降低质子极化率的贡献，在μ介子氢的兰姆位移的理论不确定性。我们还强调了振幅的玻恩和结构部分的定义之间的一致性的重要性。我们的结果没有留下任何足够大的影响来解释质子电荷半径之间的差异，确定从μ子和正常的氢。
2012-09-06 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
The subtraction contribution to the muonic-hydrogen Lamb shift: a point for lattice QCD calculations of the polarizability effect
质子极化率对μ介子-氢兰姆位移的贡献是质子电荷半径提取中理论不确定性的主要来源。基于质子结构函数对这种效应的经验评估需要对“减法函数”进行系统改进的计算，可能使用格点量子色动力学。我们考虑一个不同的减法点，目的是在晶格计算中直接访问减法函数。这个减法点的一个有用的特征是抑制了结构函数对兰姆位移的相应贡献。整个效果主要是由减法贡献，可计算的晶格。
2021-10-08 hep-lat hep-ph nucl-th
Reexamination of vacuum-polarization corrections to the self-energy in muonic bound systems
本文重新检验了μ子束缚系统中自能的真空极化修正，发现联合效应在Z=1-6系统中可造成百分之几水平的扰动，并更新了μ氢、μ氘和μ氦的修正处理。
2024-09-26 hep-ph physics.atom-ph
The Lamb shift in muonic hydrogen and the proton radius from effective field theories
本文综合分析了μ子氢兰姆位移的理论预言和质子半径的测定。我们用的是有效场论。这使我们能够将质子半径与量子场论中定义明确的对象联系起来，消除了不必要的模型依赖性。有效场论的使用也有助于我们组织计算，以便我们能清楚地说明结果的参数精度。在本文中，我们审查所有（和检查几个）的能量转移的$α^5$顺序，以及那些规模像$α^6\times$的上下文中的非相对论性有效场论的QED。
2015-12-01 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Chiral perturbation theory of muonic hydrogen Lamb shift: polarizability contribution
介子-氢兰姆位移中的质子极化率效应是重子手征微扰理论在首阶的预言，我们的计算结果为：$ΔE^{(\mathrm{pol})} (2P-2S) = 8^{+3}_{-1}\, μ$ eV.这一结果与大多数基于色散和规则的计算结果一致，但比最近在{ \em重子}手征微扰理论中得到的结果小约2倍.我们还发现，$Δ(1232)$ -共振激发对兰姆位移的影响被抑制，因为是整个贡献的磁极化率，电极化占主导地位。我们的研究结果重申的观点，质子结构的影响，超出了电荷半径，是太小，以解决“质子半径之谜”。
2013-12-04 hep-ph nucl-ex nucl-th
Model independent determination of the muonic hydrogen Lamb shift and proton radius
我们得到了一个与模型无关的μ子氢兰姆位移的表达式。这个表达式包括了主要的对数${\cal O}(m_μα^6)$项，以及主要的${\cal O}(m_μα^5 \frac{m_μ^2}{m_ρ^2})$强子效应。后者由手性理论控制，这允许它们的模型独立测定。在本文中，我们给出了他们的完整的表达，包括π和δ粒子的缺失的一部分。通过分析和对μ介子氢兰姆位移的实验测量，我们确定了电磁质子半径：$r_p=0.8412(15)$ fm。该数字相对于CODATA值的差异为6.8 $σ$。我们的结果的准确性是有限的${\cal O}(m_μα^5\frac{m_μ^3}{m_ρ^3},m_μα^6)$的未计算的条款。这种参数控制的不确定性，使我们能够获得一个模型独立的确定的误差，这是占主导地位的强子效应。
2014-06-04 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Bayesian analysis of nuclear polarizability corrections to the Lamb shift of muonic H-atoms and He-ions
从μ子原子的光谱实验中提取核电荷半径目前受到与核极化率效应的理论评估相关的大的不确定性的限制。为了便于计算，这些极化率校正通常表示为无量纲参数$η$的展开，在以前的文献中，已经论证了在轻核系统中保持0.33的近似值。在这项工作中，我们检查这一说法做贝叶斯分析的核极化率校正的兰姆位移在$μ^2$ H和$μ^3$ H原子和$μ^3$ He $^+$和$μ^4$ He $^+$在$η$ -展开的各种订单。我们的分析支持的说法，$η\ll 1$在这些系统中，并发现截断的不确定性是类似于以前的估计，唯一的例外是截断的不确定性在$μ^3$他$^+$离子，这被发现是更大的。
2022-10-07 nucl-th physics.atom-ph
Comprehensive theory of the Lamb shift in light muonic atoms
本文建立了轻μ子原子兰姆位移的全面理论，纳入全部QED修正，可用于基本常数全局调整和核电荷半径测定，并为通过同位素位移检验基本相互作用提供基础。
2024-02-21 nucl-ex nucl-th physics.atom-ph
Understanding the proton radius puzzle: Nuclear structure effects in light muonic atoms
本文计算了轻μ子原子的原子核结构对兰姆位移的影响。我们采用现代从头算方法，将最先进的核势与超球谐函数方法相结合。我们的计算有助于在兰姆位移测量中确定核电荷半径，这将有助于解决质子半径之谜。
2015-09-04 nucl-th physics.atom-ph
Ab initio calculation of nuclear structure corrections in muonic atoms
μ子氢中兰姆位移的测量以及随后质子半径之谜的出现激发了一项致力于测量其他轻μ子原子（例如μ子氘和氦）中兰姆位移的实验活动。对于这些系统，它已被证明，双光子交换原子核结构的修正是最大的不确定性来源，从而利用实验精度提取核电荷半径的瓶颈。利用为研究轻核中的电磁反应而开发的技术和方法，最近对μ子兰姆位移的原子核结构修正的计算达到了前所未有的精度，在某些情况下将先前估计的不确定性降低了5倍。这些结果将有助于阐明质子半径之谜的性质和其他悬而未决的问题有关it. In这里，我们审查和更新μ介子氘和氚原子，μ介子氦-3和氦-4离子的计算。我们提出了一个彻底的推导的形式主义和讨论的结果，在其他方法可用。我们还描述了如何评估理论的不确定性，其中的语言的手征有效场论，体现了一个系统的方法，可以进一步利用在未来。
2018-06-08 nucl-th physics.atom-ph
Semi-Analytic Approach to Higher-Order Corrections in Simple Muonic Bound Systems: Vacuum Polarization, Self-Energy and Radiative-Recoil
目前的理论和实验观察最近在μ介子氢的差异需要重新调查的所有修正，以有助于μ介子氢μ H，μ介子氘μ D，μ介子3 He离子，以及μ介子4 He离子的兰姆位移。在这里，我们选择了一个半解析的方法，并评估了一些高阶修正真空偏振（VP）半解析，而其余的积分的频谱密度VP进行数值。我们得到了二阶修正和相对论修正的半解析结果。计算了VP的自能修正，包括真空极化对Bethe介子的扰动。还得到了2S-2 P兰姆位移辐射反冲修正中的次引导对数项，其量级为α（Zalpha）^5 μ ^3 ln（Zalpha）/（m_mu m_N）。所有的计算都是在轨道粒子与核的质量比中无微扰的。
2011-12-02 hep-ph physics.atom-ph
Proton Polarizability Contribution: Muonic Hydrogen Lamb Shift and Elastic Scattering
在大虚光子动量的双光子交换图中，质子极化率效应对μ子氢兰姆位移（$ΔE^{subt}$）贡献的不确定性足以解释质子半径之谜。这是因为$ΔE^{subt}$是由一个被积函数决定的，该被积函数在虚光子动量很大的情况下下降得很慢。我们评估必要的积分使用一组选定的形状因子，也是一个维正则化过程，明确需要一个低的能量常数。我们的低能量弹性轻子-质子散射的双光子交换相互作用的后果进行了评估，并可以观察到在一个计划中的低能量轻子-质子散射实验计划在PSI运行。
2012-10-16 hep-ph nucl-ex nucl-th
Proton form-factor dependence of the finite-size correction to the Lamb shift in muonic hydrogen
Pohl等人对μ子氢中2 P ^{F=2}_{3/2}到2 S ^{F=1}_{1/2}跃迁的测量和随后的分析得出的结论是，质子的均方根半径与公认的（CODATA）值相差约4%，相当于4.9 σ的偏差。我们调查的有限尺寸效应-特别是依赖于质子的电形状因子的形状-相关的这种过渡使用非微扰，相对论狄拉克波函数的边界态量子电动力学的广泛的理想化的电荷分布和参数化的实验数据，以评论在何种程度上的微扰理论分析，导致上述结论可以得到证实。我们没有发现统计学上的显着依赖性的质子形状因子的形状上的这种校正。
2011-08-12 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Pionless Effective Field Theory Evaluation of Nuclear Polarizability in Muonic Deuterium
在无介子有效场论的框架下，我们计算了氘核从次-次-首阶到次-次-首阶的纵向结构函数。我们利用这些结果计算了μ介子氘的双光子极化率对兰姆位移的贡献，并利用该贡献提取了氘的核电荷半径。我们逐阶给出了相关跃迁矩阵元素和纵向结构函数的解析表达式，并给出了相应对兰姆位移贡献的数值结果。我们还讨论了相对论和其他高阶效应的影响。我们发现协议与以前的计算和解释我们的计算的准确性。
2020-09-17 nucl-th physics.atom-ph
Theory of the n=2 levels in muonic deuterium
本文综述了μ子氘的兰姆位移、$\mathrm{2S}$和$\mathrm{2P}$态的精细和超精细结构，并对首次测量μ子氘（$μ\mathrm{d}$）的几个$\mathrm{2S-2P}$跃迁频率的结果进行了展望。对所有可用来源的逐项比较揭示了QED和原子核结构对兰姆位移的贡献的可靠值和不确定性，这对于从$μ\mathrm{d}$确定氘均方根电荷半径是必不可少的。解决了不同来源之间的明显差异，特别是对于困难的双光子交换贡献。有问题的单一来源的条款被确定，需要独立重新计算。
2015-06-08 nucl-th physics.atom-ph
Laser Spectroscopy of Muonic Atoms and Ions
用激光光谱法研究了轻μ子原子或离子的兰姆位移（2S-2 P能差），其中一个负μ子$μ^-$与一个原子核结合。测量产生显着改善的值的均方根电荷半径的核，由于大的μ子质量，这导致极大地增加μ子波函数重叠的核。质子和氘核半径的值分别比各自的CODATA值精确10倍和3倍，但标准差小7倍。关于μ子氦-3和-4离子的数据正在分析中，并将提供新的见解。在未来，（磁）Zemach半径的质子和氦-3核将确定从激光光谱的1 S超精细分裂，和兰姆位移的μ子Li，Be和B可以用来提高各自的电荷半径。
2016-09-12 physics.atom-ph
Irreducible Three-Loop Vacuum-Polarization Correction in Muonic Bound Systems
该研究计算了低Z两体μ子离子中不可约三圈电子真空极化能量修正，表明其与高阶α²(Zα)⁶m_r修正的最大项同量级，并以消除既有数值不确定性的方法提升了结果可靠性。
2024-12-23 hep-ph physics.atom-ph
Reference Quadrupole Moments of Transition Elements from Lamb Shifts in Muonic Atoms
Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Sorbonne Université, CNRS, ENS-PSL Research University, Collège de France（索邦大学、法国国家科学研究中心、巴黎文理研究大学、法兰西公学院）
提出利用低温微量热计测量缪子原子2s-2p跃迁的兰姆位移，以高精度确定轻过渡元素（Z=23-30）的绝对电四极矩，可将不确定度降低一个数量级。
2026-06-11 nucl-ex physics.atom-ph
Differential cross sections for muonic atom scattering from hydrogenic molecules
低能μ子氢原子与类氢分子散射的微分截面直接表示为μ子原子与氢同位素核散射的振幅。这些三体振幅的能量和角度依赖性，因此自然地考虑从分子散射，而不涉及任何赝势。对于每个初始转动-振动态，都考虑了靶分子内原子核内部运动的影响。这些影响是非常显着的，因为考虑的三体振幅经常强烈变化的能量间隔$\lesssim{}0.1$ eV内。微分截面，使用所提出的方法计算，已成功地用于规划和解释许多实验中的低能μ子物理。$μ^{-}$在$pμ$中的核俘获研究和在H $_2$气体靶中产生的$pμ$原子中兰姆位移的测量是最近的例子。
2006-08-24 physics.atom-ph
Higher-order corrections for the dynamic hyperfine structure of muonic atoms
在动态超精细结构框架下，提出了一种精确计算重μ子原子中二阶电四极相互作用以及电四极-真空混合极化引起的能量修正的方法.为此，进行多极展开的Uehling势。该方法适用于任意核电荷分布。通过使用变形的费米分布对μ介子铼和铀进行这些计算，表明这两种校正在即将到来的实验中可能可见的水平上做出贡献。
2018-09-18 physics.atom-ph
Hadronic vacuum polarization effect in muonic atoms
本研究系统探究周期表中μ子原子能级的强子真空极化修正，采用两种核电荷分布模型验证方法一致性，揭示修正值与核半径的关联及高Z下极化比值的稳定性。
2025-09-01 nucl-th physics.atom-ph quant-ph
Contribution of Light-by-Light Scattering to Energy Levels of Light Muonic Atoms
对于μ子氢、氘和氦离子，发现光-光散射图对兰姆位移的全部贡献。结果是在静态μ子近似下得到的，本文的一部分致力于验证这种近似和分析其不确定性。
2010-05-27 hep-ph physics.atom-ph
Two-photon exchange correction to the Lamb shift and hyperfine splitting of S levels
本文利用现代实验数据计算了双光子交换对电子氢原子的Lamb位移和S态超精细分裂的修正，并给出了电子原子和μ原子中中子的双光子交换.这些结果对于精确提取同位素位移以及分析普通氢和μ子氢的基态超精细分裂是有意义的。
2019-05-09 hep-ph nucl-ex nucl-th
Theory of the n=2 levels in muonic helium-3 ions
本文综述了μ子氦-3离子中2S和2 P态的兰姆位移、精细结构和超精细结构的现有知识，并对μ子氦-3离子$\mathrm{μ^3He^+}$中几个$\mathrm{2S\rightarrow2P}$跃迁频率的首次测量结果进行了预测。该离子是单个负μ介子$μ^-$和裸氦-3核（helion）$\mathrm{^3He^{++}}$的束缚态。一个长期的比较所有可用的来源，包括新的，更新的，到目前为止未发表的计算，揭示了可靠的值和不确定性的QED和原子核结构依赖的贡献的兰姆位移和超精细分裂。这些值对于确定氦离子均方根电荷半径和原子核结构对$\mathrm{μ^3He^+}$超精细分裂的影响是必不可少的。通过这篇评论，我们继续我们在轻μ子原子中的一系列理论总结;参见Antognini等人，Ann.Phys.331，127（2013），Krauth等人，Ann.Phys.366，168（2016）和Diepold等人，ArXiv 1606.05231（2016）。
2017-12-19 nucl-th physics.atom-ph
Theoretical prediction of the Fine and Hyperfine structure of heavy muonic atoms
用相对论方法对μ子原子的精细结构和超精细结构进行了精确计算，给出了μ子205 Bi，147 Sm和89 Zr的计算结果.利用扩展的核电荷和电流分布，用一级微扰理论计算了磁偶极和电四极分裂引起的超精细结构。从量子电动力学的主要修正，即真空极化在Uehling近似，包括作为一个潜在的直接在狄拉克方程。此外，由于周围的电子的有效屏蔽电位的计算，并估计领先的相对论反冲修正。
2017-10-01 physics.atom-ph
A reassessment of nuclear effects in muonic deuterium using pionless effective field theory at N3LO
我们提供了一个系统的评估的顺序$α^5$核的μ介子氘的兰姆位移的贡献，包括伴随的辐射校正由于真空极化，下一个到领先的顺序（N3 LO）内的无π有效场论（EFT）。我们还评估了由于单核子结构的高阶修正，预计这将是最重要的修正N3 LO以外。我们发现了氘核电荷和弗莱尔半径之间的相关性，这对于判断电荷形状因子参数化的质量很有用。我们改进了$2γ$ -交换贡献的理论描述，特别是在弹性贡献和辐射修正方面，改善了理论和实验之间在$2γ$ -交换效应大小方面的原始差异。基于μ子氘的兰姆位移实验，我们得到了氘的电荷半径$r_d(μ\text{D})=2.12763(13)_\text{exp}(77)_\text{theory}$ ~fm，它与把H-D同位素位移和μ子氢兰姆位移结合起来得到的结果一致（但不如后者精确）。理论的不确定性进行评估，使用贝叶斯过程，并占主导地位的截断的无π介子EFT系列。
2022-10-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Proton size from precision experiments on hydrogen and muonic hydrogen atoms
最近，通过将电子氢（$H$）和μ子氢（$μH$）原子的结果之间的四个标准偏差减小到$3.3$值，解决了“质子半径之谜”。从测量氢的单光子$2s-4p$跃迁和兰姆位移的实验中提取的质子均方根半径（$r_p$）的值现在是$0.8335(95)$ fm，这与μ子氢实验$0.84087(39)$ fm非常一致。即使如此，这些值也明显偏离CODATA值，CODATA值是使用包括氢原子中的双光子跃迁的各种谱线的结果确定的平均值。通过考虑单光子散射过程中干涉效应的影响，实现了质子半径难题的求解。干涉效应在原子频率测量中的重要性推动了基于双光子光谱学的实验研究的深入性。结果表明，氢原子双光子$2s-nd$跃迁的干涉路径对质子电荷半径和里德伯常量的确定也有重要影响.
2021-03-29 physics.atom-ph
Relativistic recoil effects in a muonic atom within a Grotch-type approach: General approach
最近我们计算了电子真空极化效应对μ子氢低激发态能级的相对论反冲修正。计算结果采用Breit型和Grotch型计算。前者在我们以前的论文中详细描述过，这里我们介绍后者。Groch方程最初是为纯库仑系统开发的，并允许根据相对论非反冲贡献$(Zα)^4m$以$(Zα)^4m^2/M$阶表示相对论反冲修正。过去曾尝试将该方法调整为电子真空极化，但考虑不完整，结果不正确。在这里，我们提出了一个增长型的方法来解决这个问题，并在一系列的论文中考虑相对论反冲效应，以$α(Zα)^4m^2/M$和$α^2(Zα)^4m^2/M$。这是该系列的第一篇论文，它提出了一个一般的方法，而另外两篇论文详细介绍了$α(Zα)^4m^2/M$和$α^2(Zα)^4m^2/M$贡献的计算结果。与我们以前的计算不同，我们现在讨论了具有一定核电荷范围$Z$的μ子原子的各种状态。
2014-04-03 physics.atom-ph
The next generation of laser spectroscopy experiments using light muonic atoms
轻μ子原子的精确光谱提供了关于这些系统的原子和原子核结构的独特信息，因此代表了访问基本相互作用、性质和常数的方法。一种应用包括从2S $\,$ - $\,$ 2 P兰姆位移的测量以前所未有的精度确定绝对核电荷半径。在这里，我们回顾了最近的结果，从μ子氢和氦光谱提取的核电荷半径和目前的实验建议，以访问轻μ子原子与$Z \geq 3$。此外，我们的方法对精确测量的Zemach半径μ介子氢（$μ$ p）和氦（$μ$ $^{3}$ He $^{+}$）进行了讨论。这些结果将为类氢系统的束缚态量子电动力学提供新的检验，并可作为原子核结构理论的基准。
2018-08-22 physics.atom-ph
Forward virtual Compton scattering and the Lamb shift in chiral perturbation theory
利用重子手征微扰理论和色散关系，计算了质子单圈前向虚光子康普顿张量的自旋无关结构函数。我们研究这两种方法之间的关系。利用这些结果，我们将一些求和规则推广到虚光子转移动量，并将它们与深度非弹性散射的求和规则联系起来。然后，我们计算的极化率校正的氢和μ子氢的兰姆位移的领先手征项。对氢原子和μ子氢原子的兰姆位移的修正分别得到-87.05/n^3 Hz和-0.148/n^3 meV。
2008-03-08 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Muonic hydrogen and MeV forces
我们探讨了一种新的μ子和质子之间的相互作用是负责质子半径的CODATA值和从测量μ子氢的兰姆位移推导出的值之间的差异的可能性。我们发现，一个新的力载体与大约兆电子伏的质量可以解释所观察到的能量转移，以及在μ子异常磁矩的差异。然而，在其他系统中的测量限制了相对于μ子和质子的耦合来抑制对电子和中子的耦合，这从理论的角度来看似乎是具有挑战性的。然而，人们可以在假设新粒子主要与μ子和质子耦合的情况下，预测μ子氘、μ子氦和真μ子的能量变化。
2010-11-22 hep-ph physics.atom-ph
The proton structure in and out of muonic hydrogen
μ子原子的激光光谱学最近已被用于探测轻核的性质，具有前所未有的精度。介绍了类氢原子的核效应、核子结构量（形状因子、结构函数、极化率）及其对μ子氢（$μ$ H）的兰姆位移和超精细分裂的影响。对$μ$ H的兰姆位移和HFS进行了理论预测。我们审查的挑战正在进行的努力，以衡量在$μ$ H的基态HFS和它的影响，我们理解的核子自旋结构。为了缩小这一搜索，我们提出了一种新的理论预测，通过缩放测量的HFS在氢杠杆辐射校正。我们还总结了简单原子和分子系统光谱学的最新发展，并强调它们如何精确确定基本常数、束缚态QED测试和新物理学搜索。
2022-08-29 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Constraints on Yukawa-type New Forces from the Lamb Shift in Muonic Hydrogen and Deuterium
National Experimental High School at Hsinchu Science Park（新竹科学园区实验高中）；Department of Physics, National Tsing Hua University（国立清华大学物理系）
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。
2026-07-08 hep-ph hep-th physics.atom-ph
