We introduce the transition-density formalism, an efficient and general method for calculating the interaction of external probes with light nuclei. One- and two-body transition densities that encode the nuclear structure of the target are evaluated once and stored. They are then convoluted with an interaction kernel to produce amplitudes, and hence observables. By choosing different kernels, the same densities can be used for any reaction in which a probe interacts perturbatively with the target. The method therefore exploits the factorisation between nuclear structure and interaction kernel that occurs in such processes. We study in detail the convergence in the number of partial waves for matrix elements relevant in elastic Compton scattering on $${}^3\hbox {He}$$ 3 He . The results are fully consistent with our previous calculations in Chiral Effective Field Theory. But the new approach is markedly more computationally efficient, which facilitates the inclusion of more partial-wave channels in the calculation. We also discuss the usefulness of the transition-density method for other nuclei and reactions. Calculations of elastic Compton scattering on heavier targets like $${}^4\hbox {He}$$ 4 He are straightforward extensions of this study, since the same interaction kernels are used. And the generality of the formalism means that our $${}^3\hbox {He}$$ 3 He densities can be used to evaluate any $${}^3\hbox {He}$$ 3 He elastic-scattering observable with contributions from one- and two-body operators. They are available at https://datapub.fz-juelich.de/anogga .

中文翻译：

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从一体和二体密度散射观测值：形式主义及其在 $$\pmb \gamma $$ $${}^3\hbox {He}$$ 散射中的应用

我们介绍了跃迁密度形式主义，这是一种计算外部探针与轻原子核相互作用的有效且通用的方法。编码目标核结构的单体和双体转换密度被评估一次并存储。然后将它们与交互核进行卷积以产生振幅，从而产生可观察量。通过选择不同的核，相同的密度可用于探针与目标相互作用的任何反应。因此，该方法利用在此类过程中发生的核结构和相互作用核之间的因式分解。我们详细研究了 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 上与弹性康普顿散射相关的矩阵元素的部分波数的收敛性。结果与我们之前在手性有效场论中的计算完全一致。但是新方法的计算效率明显更高，这有助于在计算中包含更多的分波通道。我们还讨论了跃迁密度方法对其他原子核和反应的有用性。对更重的目标（如 $${}^4\hbox {He}$$ 4 He）的弹性康普顿散射的计算是本研究的直接扩展，因为使用了相同的相互作用内核。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。但是新方法的计算效率明显更高，这有助于在计算中包含更多的分波通道。我们还讨论了跃迁密度方法对其他原子核和反应的有用性。对更重的目标（如 $${}^4\hbox {He}$$ 4 He）的弹性康普顿散射的计算是本研究的直接扩展，因为使用了相同的相互作用内核。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。但是新方法的计算效率明显更高，这有助于在计算中包含更多的分波通道。我们还讨论了跃迁密度方法对其他原子核和反应的有用性。对更重的目标（如 $${}^4\hbox {He}$$ 4 He）的弹性康普顿散射的计算是本研究的直接扩展，因为使用了相同的相互作用内核。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。我们还讨论了跃迁密度方法对其他原子核和反应的有用性。对更重的目标（如 $${}^4\hbox {He}$$ 4 He）的弹性康普顿散射的计算是本研究的直接扩展，因为使用了相同的相互作用内核。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。我们还讨论了跃迁密度方法对其他原子核和反应的有用性。对更重的目标（如 $${}^4\hbox {He}$$ 4 He）的弹性康普顿散射的计算是本研究的直接扩展，因为使用了相同的相互作用内核。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。并且形式主义的一般性意味着我们的 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 密度可用于评估任何 $${}^3\hbox {He}$$ 3 He 弹性散射可观测值一体和二体算子的贡献。它们可在 https://datapub.fz-juelich.de/anogga 获得。