The axial coupling of the nucleon, gA, is the strength of its coupling to the weak axial current of the standard model of particle physics, in much the same way as the electric charge is the strength of the coupling to the electromagnetic current. This axial coupling dictates the rate at which neutrons decay to protons, the strength of the attractive long-range force between nucleons and other features of nuclear physics. Precision tests of the standard model in nuclear environments require a quantitative understanding of nuclear physics that is rooted in quantum chromodynamics, a pillar of the standard model. The importance of gA makes it a benchmark quantity to determine theoretically—a difficult task because quantum chromodynamics is non-perturbative, precluding known analytical methods. Lattice quantum chromodynamics provides a rigorous, non-perturbative definition of quantum chromodynamics that can be implemented numerically. It has been estimated that a precision of two per cent would be possible by 2020 if two challenges are overcome1,2: contamination of gA from excited states must be controlled in the calculations and statistical precision must be improved markedly2–10. Here we use an unconventional method11 inspired by the Feynman–Hellmann theorem that overcomes these challenges. We calculate a gA value of 1.271 ± 0.013, which has a precision of about one per cent.Lattice quantum chromodynamics and a method inspired by the Feynman–Hellmann theorem are used to make a theoretical determination of the nucleon axial coupling with a precision of one per cent, giving the value 1.271 ± 0.013.

中文翻译：

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从量子色动力学中确定核子轴向耦合的百分比水平

核子的轴向耦合 gA 是其与粒子物理学标准模型的弱轴向电流的耦合强度，与电荷是与电磁电流的耦合强度大致相同。这种轴向耦合决定了中子衰变成质子的速度、核子之间的吸引力长程力的强度以及核物理学的其他特征。在核环境中对标准模型进行精确测试需要对植根于标准模型支柱的量子色动力学的核物理学有定量的理解。gA 的重要性使其成为理论上确定的基准量——这是一项艰巨的任务，因为量子色动力学是非微扰的，排除了已知的分析方法。晶格量子色动力学提供了严格的、可以数值实现的量子色动力学的非微扰定义。据估计，如果克服两个挑战，到 2020 年将有可能达到 2% 的精度1,2：必须在计算中控制激发态的 gA 污染，并且必须显着提高统计精度2-10。在这里，我们使用受费曼-赫尔曼定理启发的非常规方法 11 来克服这些挑战。我们计算出的 gA 值为 1.271 ± 0.013，其精度约为 1%。 格子量子色动力学和受费曼-赫尔曼定理启发的方法用于对核子轴向耦合进行理论确定，精度为 1百分比，给出值 1.271 ± 0.013。据估计，如果克服两个挑战，到 2020 年将有可能达到 2% 的精度1,2：必须在计算中控制来自激发态的 gA 污染，并且必须显着提高统计精度2-10。在这里，我们使用受费曼-赫尔曼定理启发的非常规方法 11 来克服这些挑战。我们计算出的 gA 值为 1.271 ± 0.013，其精度约为 1%。 格子量子色动力学和受费曼-赫尔曼定理启发的方法用于对核子轴向耦合进行理论确定，精度为 1百分比，给出值 1.271 ± 0.013。据估计，如果克服两个挑战，到 2020 年将有可能达到 2% 的精度1,2：必须在计算中控制来自激发态的 gA 污染，并且必须显着提高统计精度2-10。在这里，我们使用受费曼-赫尔曼定理启发的非常规方法 11 来克服这些挑战。我们计算出的 gA 值为 1.271 ± 0.013，其精度约为 1%。 格子量子色动力学和受费曼-赫尔曼定理启发的方法用于对核子轴向耦合进行理论确定，精度为 1百分比，给出值 1.271 ± 0.013。必须在计算中控制来自激发态的 gA 污染，并且必须显着提高统计精度2-10。在这里，我们使用受费曼-赫尔曼定理启发的非常规方法 11 来克服这些挑战。我们计算出的 gA 值为 1.271 ± 0.013，其精度约为 1%。 格子量子色动力学和受 Feynman-Hellmann 定理启发的方法用于对核子轴向耦合进行理论确定，精度为 1百分比，给出值 1.271 ± 0.013。必须在计算中控制来自激发态的 gA 污染，并且必须显着提高统计精度2-10。在这里，我们使用受费曼-赫尔曼定理启发的非常规方法 11 来克服这些挑战。我们计算出的 gA 值为 1.271 ± 0.013，其精度约为 1%。 格子量子色动力学和受 Feynman-Hellmann 定理启发的方法用于对核子轴向耦合进行理论确定，精度为 1百分比，给出值 1.271 ± 0.013。