科研進展
近代物理所在碎裂函數(shù)實驗研究中獲進展
近日，中國科學院近代物理研究所在部分子碎裂函數(shù)和QCD因子化定理的研究方面取得了重要進展，研究成果于7月9日發(fā)表于《物理評論快報》上。此項工作由近代物理所趙宇翔研究員團隊、華南師范大學邢宏喜研究員團隊、中國科學技術(shù)大學鄢文標教授和周小蓉特任教授團隊與鄭州大學張亞騰副研究員團隊合作完成（單位按英文字母排序）。
標準模型的量子色動力學（QCD）是描述部分子（夸克和膠子）間強相互作用的理論，它的最大挑戰(zhàn)來自于低能區(qū)的非微擾性質(zhì)。由于色禁閉效應(yīng)，實驗上沒有觀測到自由的部分子，只探測到色中性的強子。碎裂函數(shù)是描述強子產(chǎn)生普適的非微擾量，是在QCD因子化理論框架下的物理量，其研究是理解強子產(chǎn)生機制的重要手段。
目前，碎裂函數(shù)是基于QCD的理論計算擬合實驗數(shù)據(jù)得到，需要理論和實驗密切合作。正負電子對撞機上強子產(chǎn)生的測量，由于初態(tài)清晰，被認為是研究碎裂函數(shù)最理想的過程。碎裂函數(shù)也被廣泛地應(yīng)用于強子對撞機和電子－離子對撞機上的物理研究。然而，在質(zhì)心能量低于10 GeV的區(qū)域，能用于碎裂函數(shù)研究的高精度正負電子對撞實驗數(shù)據(jù)極為有限，系統(tǒng)性的實驗測量顯得尤為重要。
在本項工作中，利用北京譜儀BESIII能量掃描數(shù)據(jù)，團隊首次在低能區(qū)精確測量了中性eta介子單舉產(chǎn)生微分截面，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果與現(xiàn)有理論計算（依賴高能區(qū)實驗數(shù)據(jù)抽取的碎裂函數(shù)）相差甚遠，挑戰(zhàn)了2－4GeV能區(qū)領(lǐng)頭扭度QCD因子化定理的有效性。
圖：?eta 介子單舉產(chǎn)生微分截面測量結(jié)果
研究團隊將理論計算精度從次領(lǐng)頭階擴展到次次領(lǐng)頭階，并考慮高扭度效應(yīng)后，能夠同時解釋高能區(qū)與低能區(qū)實驗數(shù)據(jù)，為QCD因子化定理的檢驗提供了重要的實驗和理論參考。
該成果是BESIII實驗合作組與華南師范大學邢宏喜研究員理論團隊深度合作完成的研究論文。實驗部分由中國科學技術(shù)大學祖健碩士、王維平博士后，鄭州大學張亞騰副研究員以及近代物理所趙宇翔研究員基于BESIII實驗合作完成。理論計算由華南師范大學邢宏喜研究員指導(dǎo)博士生李萌陽完成。
該研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中國科學院和中國博士后科學基金會、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項目等支持。
論文鏈接：
https：／／doi．org／10.1103／PhysRevLett．133.021901
（核子結(jié)構(gòu)室 ?供稿）
