Un equipo de investigadores ha utilizado la Cromodinámica Cuántica (QCD) en la red para calcular la constante de acoplamiento pion-nucleón con violación de CP, $\bar{g}_0$, inducida por el término $\overline{\Theta}$ de la QCD. Este acoplamiento es crucial para entender las interacciones entre piones y nucleones en presencia de violación de CP, un fenómeno fundamental en la física de partículas que podría ayudar a explicar la asimetría materia-antimateria en el universo. El estudio empleó tres conjuntos de datos con 2+1+1 sabores de quarks generados por la colaboración MILC, utilizando quarks "highly improved staggered" (HISQ).

Los cálculos se realizaron con espaciados de red de aproximadamente 0.09 fm y masas de pión de 313, 226 y 138 MeV. La extracción de $\bar{g}_0$ se abordó de dos maneras. La primera, a partir del elemento de matriz de la correlación entre la corriente pseudoescalar y la carga topológica evaluada entre el estado fundamental del nucleón, resultó ser ruidosa debido a la gran contaminación de estados excitados N$\pi$. Se demostró que esta contaminación puede controlarse en primer orden utilizando la teoría de perturbaciones quiral ($\chi$PT) y la identidad de Ward axial (AWI).

El resultado obtenido tras eliminar la contaminación N$\pi$ y extrapolar a la masa física del pión fue $\bar{g}_0/(2F_\pi)=-7(63)\times 10^{-3} \overline{\Theta}$, con una incertidumbre considerable. Sin embargo, se logró un resultado mucho más preciso de $\bar{g}_0/(2F_\pi)=17.4(1.9)\times 10^{-3} \overline{\Theta}$ utilizando métodos de teoría de campos efectivos de baja energía, equivalentes a la AWI. Esta mejora en la precisión es significativa, ya que la contaminación por estados excitados N$\pi$ es un desafío común en el cálculo de muchos elementos de matriz nucleónicos, y la aplicación de la AWI ofrece un método robusto para controlarla.

Este avance en la precisión del cálculo de $\bar{g}_0$ es importante para la física de partículas, ya que proporciona una predicción teórica más sólida para este acoplamiento fundamental. Los resultados pueden tener implicaciones para la búsqueda experimental de violación de CP en el sector hadrónico y para la comprensión de la estructura del nucleón y las interacciones fuertes. Se espera que futuras investigaciones continúen refinando estos cálculos y explorando sus consecuencias en modelos más allá del Modelo Estándar.