近日，中國科學院近代物理研究所等在部分子碎裂函數(shù)和標準模型的量子色動力學（QCD）因子化定理的研究方面取得進展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評論快報》上。

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，也是QCD因子化理論框架下的物理量。因此，關(guān)于碎裂函數(shù)的研究是探討強子產(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)生的測量因初態(tài)清晰，被認為是研究碎裂函數(shù)的理想過程。碎裂函數(shù)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10GeV的區(qū)域，可用于碎裂函數(shù)研究的高精度正負電子對撞實驗數(shù)據(jù)有限，因而系統(tǒng)性實驗測量顯得尤為重要。

該研究利用北京譜儀BESIII能量掃描數(shù)據(jù)，首次在低能區(qū)精確測量中性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。

科研人員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實驗參考和理論參考。

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。該工作由近代物理所研究員趙宇翔團隊、華南師范大學研究員邢宏喜團隊、中國科學技術(shù)大學教授鄢文標和特任教授周小蓉團隊、鄭州大學副研究員張亞騰團隊合作完成。

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