有限截断有效场论中的氦-4原子小团簇

《Scientific Reports》：Small clusters of \(^4\) He atoms in finite-cutoff effective field theory

　　

摘要

\(^4\)He原子的小团簇是接近单位极限的普适多体物理学的基准系统。我们利用校准于真实LM2M2势低能观测量的有限截断有效场论来研究这些系统。所选的二体截断能够同时再现原子-原子散射长度和有效力程，而经过正则化的三体相互作用则针对三体束缚态和四体束缚态的基态能量进行了调整。我们区分了总结合能与浅激发态的单原子分离能。直至\(A=8\)的基态能量再现的精度达到了百分之几的水平，但阈值敏感观测量的准确性较低。特别是，计算得出的四体分离能为\(S_4^*=2.85\) mK，而收敛的LM2M2计算结果为0.92–0.96 mK，并且原子-三体散射长度与最新的LM2M2基准存在显著差异。对于\(A\ge 5\)的情况，现有的激发态基准较为稀疏，且强烈依赖于计算方法。与另一种软芯相互作用的对比表明，这些差异主要反映了有限截断哈密顿量中省略的短程物理和高阶算符，而不是随机变分计算的数值收敛问题。因此，有限截断有效场论能够有效地描述基态规律，而浅激发态和原子-团簇散射则需要受控的高阶和截断依赖性分析。