近日，中國科學院近代物理研究所在碎裂函數(shù)和強子化實驗研究方面取得重要進展。該研究利用北京譜儀（BESIII）能量掃描數(shù)據(jù)，精確測量了帶電pion和Kaon介子的單舉產(chǎn)生微分截面，為解決量子色動力學低能區(qū)非微擾性質(zhì)的研究難題提供了關(guān)鍵實驗數(shù)據(jù)。
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)來自低能區(qū)的非微擾性質(zhì)。由于色禁閉效應(yīng)，實驗上無法直接觀測到帶色荷的部分子，只能探測色中性的強子。碎裂函數(shù)描述了部分子的強子化過程，對其開展研究是理解強子產(chǎn)生機制的重要手段。正負電子對撞中單舉強子的產(chǎn)生被認為是研究碎裂函數(shù)最有效的過程之一。目前，在質(zhì)心能量低于10GeV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。
面對這一挑戰(zhàn)，團隊利用BESIII能量掃描數(shù)據(jù)，精確測量了帶電pion和Kaon介子的單舉產(chǎn)生微分截面，最高精度達1%~2%。結(jié)合NPC合作組（Non-perturbative Physics Collaboration）的全局數(shù)據(jù)擬合研究，這一新的測量結(jié)果與基于次次領(lǐng)頭階精度的QCD理論分析相符合，尤其是大動量強子區(qū)域。該研究成果為檢驗低能區(qū)QCD因子化定理及部分子碎裂過程中同位旋對稱性的有效性提供了有力的實驗支持，對深入理解強相互作用動力學具有重要意義。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術(shù)部、中國科學院和中國博士后科學基金會等的支持。
論文鏈接
正負電子對撞過程研究強子碎裂函數(shù)示意圖
帶電pion和Kaon介子單舉產(chǎn)生微分截面結(jié)果
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