Probing uncertainties of nuclear structure corrections in light muonic atoms
Notice bibliographique
Résumé
Recent calculations of nuclear structure corrections to the Lamb shift in light muonic atoms are based on an expansion in a parameter $\ensuremath{\eta}$, where only terms up to second order are retained. The parameter $\ensuremath{\eta}$ can be shown to be proportional to $\sqrt{{m}_{r}/{m}_{p}}$, where ${m}_{r}$ is the reduced mass of the muon-nucleus system and ${m}_{p}$ is the proton mass, so that it is small and the expansion is expected to converge. However, practical implementations show that the $\ensuremath{\eta}$ convergence may be slower than expected. In this work, we probe the uncertainties due to this expansion using a different formalism, which is based on a multipole expansion of the longitudinal and transverse response functions. We refer to this alternative expansion as the $\ensuremath{\eta}$-less formalism. We generalize this formalism to account for the cancellation of elastic terms such as the third Zemach moment (or Friar moment) and embed it in a computationally efficient framework. We implement and test this approach in the case of muonic deuterium. The comparison of results in the point nucleon limit for both methods achieve subpercent agreement. When nucleon form factors are introduced, we find $4%$ and $2%$ differences in the third Zemach moment and nuclear polarizability, respectively, compared to the $\ensuremath{\eta}$-less expansion, indicating that the nucleon form factor approximations by Ji et al. [J. Phys. G 45, 093002 (2018)] should be improved. However, we find that the sum of these terms removes this dependence and the uncertainty due to the $\ensuremath{\eta}$ expansion and the related second-order approximation in the nucleon form factors amounts only to $0.2%$ and thus is fully justified in muonic deuterium. This computationally efficient framework paves the way for further studies in light muonic systems with more than two nucleons, where controlling and reducing uncertainties in nuclear structure corrections is key to the experimental efforts of the CREMA Collaboration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».