近日，中科院高能所理論物理室賈宇研究員及合作者在量子色動力學(xué)（QCD）研究中取得重要進(jìn)展。他們首次揭示了關(guān)于刻畫重味介子內(nèi)秉性質(zhì)的兩個基本非微擾函數(shù)之間的深刻聯(lián)系，對精確預(yù)言重味介子高能遍舉產(chǎn)生過程非常重要。該成果于9月21日發(fā)表在《物理評論快報》上。此研究工作是賈宇等于2019年發(fā)表在《物理評論D》的研究成果的自然延續(xù)及重要進(jìn)展。
量子色動力學(xué)是描寫自然界基本相互作用之一的強(qiáng)相互作用的基本理論。重味介子是重夸克和輕夸克通過強(qiáng)相互作用形成的束縛態(tài)，研究其產(chǎn)生機(jī)制是微擾量子色動力學(xué)領(lǐng)域的一個重要課題。一方面，在重夸克有效理論中定義的重介子光錐分布振幅是預(yù)言Β介子遍舉衰變過程的基本非微擾函數(shù)，在重味物理中起著核心作用；另一方面，描述Β介子高能遍舉產(chǎn)生的共線因子化定理中引入的卻是在QCD中定義的重介子光錐分布振幅，目前人們對其知之甚少。近三十年來，人們普遍認(rèn)為這兩組非微擾函數(shù)是彼此獨立的。由于QCD的漸近自由性質(zhì)，賈宇等意識到這兩組光錐分布振幅雖然有著截然不同的紫外行為，但卻具有相同的紅外行為，創(chuàng)新性地提出了一個新因子化定理將它們聯(lián)系起來。賈宇等提出重味介子的QCD光錐分布振幅可以表示為重夸克有效理論光錐分布振幅和一個微擾可算的短程系數(shù)的卷積。這個因子化程序不但可以將Β介子硬產(chǎn)生過程中的三個重要能標(biāo)的效應(yīng)有效分離，還能系統(tǒng)地用來重求和大對數(shù)項，并利用Β介子衰變過程中被廣為研究的重夸克有效理論光錐分布振幅作為輸入?yún)?shù)，從而大幅改善理論預(yù)言的精度，對于在重介子高能遍舉產(chǎn)生過程中精確檢驗標(biāo)準(zhǔn)模型CKM機(jī)制和量子色動力學(xué)具有重要意義。
該論文作者是高能所2019屆博士畢業(yè)生暨巴基斯坦國立科技大學(xué)助理教授Saadi Ishaq、賈宇、德國于利希研究中心訪問學(xué)者暨中南大學(xué)熊小努教授、中國科學(xué)院大學(xué)楊德山副教授。
該項工作得到了國家自然科學(xué)基金杰出青年項目、國家自然科學(xué)基金委和德國DFG聯(lián)合設(shè)立的中德跨學(xué)科重大合作研究項目CRC110以及中國科學(xué)院和發(fā)展中國家科學(xué)院博士生獎學(xué)金計劃的支持。
相關(guān)成果鏈接：
《物理評論快報》發(fā)表文章：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.125.132001
《物理評論D》發(fā)表文章：https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.100.054027
賈宇（右）與楊德山（左）
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