Precision studies in the two-nucleon system using chiral effective field theory

  • In this work, we develop high-quality nucleon-nucleon potentials up to fifth order in chiral EFT that yield a near-perfect description of the experimental nucleon-nucleon scattering data below the pion production threshold. These interactions are then applied in a precision study of the two-nucleon system that, for the first time, includes a complete treatment of isospin-breaking effects up to fifth order. We will, in particular, determine the charge-dependent pion-nucleon-nucleon coupling constants and perform a partial-wave analysis of the available nucleon-nucleon data. We furthermore identify a redundancy among the fourth order short-range parameters in the two-nucleon system that affects the off-shell behavior in S-waves and introduce a new local regularization scheme for pion-exchange potentials in momentum space.
  • In dieser Arbeit werden präzise Nukleon-Nukleon-Potentiale entwickelt, die bis zur fünften Ordnung innerhalb der chiralen effektiven Feldtheorie hergeleitet wurden und die experimentellen Nukleon-Nukleon-Streudaten unterhalb der Pion-Produktionsschwelle nahezu perfekt beschreiben. Diese Wechselwirkungen werden für eine Präzisionsuntersuchung des Zwei-Nukleonen-Systems genutzt, die zum ersten Mal alle isospinbrechenden Effekte bis zur fünften Ordnung berücksichtigt. Insbesondere werden die ladungsabhängigen Pion-Nukleon-Nukleon-Kopplungskonstanten bestimmt und eine Partialwellenanalyse der verfügbaren Nukleon-Nukleon-Streudaten durchgeführt. Des Weiteren identifizieren wir eine Redundanz unter den kurzreichweitigen Parametern vierter Ordnung im Zwei-Nukleonen-System, die das Off-Shell-Verhalten in den S-Wellen beeinflusst, und stellen ein neues lokales Regularisierungsverfahren für Pion-Austausch-Potentiale im Impulsraum vor.

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Metadaten
Author:Patrick ReinertORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-95013
DOI:https://doi.org/10.13154/294-9501
Referee:Evgeny EpelbaumORCiDGND, Hermann KrebsGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2022/12/19
Date of first Publication:2022/12/19
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2022/10/14
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung; Chirale Störungstheorie; Partialwellenanalyse; Pion-Nukleon-Wechselwirkung; Regularisierungsverfahren
Institutes/Facilities:Institut für Theoretische Physik II
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht