Chiral Dynamics and Heavy-Fermion Formalism in Nuclei: Exchange Axial Currents

T.-S. Park , D.-P. Min (1) , M. Rho (1)

1 SPhT - Service de Physique Théorique

Chiral perturbation theory in heavy-fermion formalism is developed for meson-exchange currents in nuclei and applied to nuclear axial-charge transitions. Calculation is performed to the next-to-leading order in chiral expansion which involves graphs up to one loop. The result turns out to be very simple. The previously conjectured notion of \lq\lq chiral filter mechanism\rq\rq\ in the time component of the nuclear axial current on the space component of the nuclear electromagnetic current is verified to that order. As a consequence, the phenomenologically observed soft-pion dominance in the nuclear process is given a simple interpretation in terms of chiral symmetry in nuclei. In this paper we focus on the axial current, relegating the electromagnetic current which can be treated in a similar way to a separate paper. We discuss the implication of our result on the enhanced axial-charge transitions observed in heavy nuclei and clarify the relationship between the phenomenological meson-exchange description and the chiral Lagrangian description.

Lorqu'on cherche à appliquer la théorie des perturbations chirales à des processus où entrent en jeu les nucléons et les mésons, on se heurte à une difficulté liée à la masse du nucléon qui est grande par rapport aux petits paramètres de la théorie (impulsions externes, masse du pion, constante de désintégration du pion). Dans ce travail les auteurs appliquent le formalisme des baryons lourds pour lever cette difficulté. Grossièrement parlant ce formalisme travaille avec des champs des nucléons redéfinis de manière à éliminer les effets de la masse du nucléon. Cela permet aux auteurs d'identifier l'ordre en nombre de boucles à l'ordre de la perturbation chirale. Les calculs deviennent plus rigoureux et en sont grandement simplifiés. Les auteurs appliquent leur méthode au calcul, jusqu'au deuxième ordre, de l'interaction du courant électrofaible avec les noyaux.

Domaines: Physique Générale [physics.gen-ph]; Physique des Hautes Energies - Phénoménologie [hep-ph]

T.-S. Park, D.-P. Min, M. Rho. Chiral Dynamics and Heavy-Fermion Formalism in Nuclei: Exchange Axial Currents. Physics Reports, 1993, 233, pp.341-395. ⟨hal-00163958⟩