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          理論物理所在強子相互作用研究中取得進展
          2020-04-21  【 】【打印】【關閉

          奇異夸克是六種夸克中的一種,按質量從小到大的順序排在第三位。含有至少一個奇異夸克的強子被稱為奇異強子,如K介子。強子物理主要研究量子色動力學(QCD)相關的現象。奇異強子之間的相互作用是強子物理中長期以來的一個重要問題;然而,與只包含更輕的上、下夸克的強子系統相比,實驗數據相對較少。

          近年來,高能核對撞中的強子-強子關聯的研究成為研究強子相互作用的一個重要技術。高能核對撞可以產生大量的粒子,由于強子對的相互作用和量子統計,對撞中產生的大量強子在低相對動量下產生關聯。由于核子-核子或-之間的相互作用研究得比較清楚,物理學家通常利用它們作為輸入從重離子對撞強子對關聯的測量中研究產生強子的源的性質。從另一方面來看,如果已知強子產生源的信息,那么強子關聯也可以用來研究強子之間的相互作用。

          最近,大型強子對撞機(LHC)上的ALICE合作組報告了他們對從LHC的質子-質子對撞中獲得的反K介子-核子()相關數據的分析結果[S.Acharya et al., PRL 124 092301 (2020)]。雖然低能相互作用非常重要,然而到目前為止實驗結果是相當有限的。ALICE的實驗數據量很大,因此,其統計誤差很小,可以作為散射實驗的補充,為我們提供有價值的相互作用信息。然而,與核子-核子或介子系統相比,由于耦合道效應的存在,該系統的理論預言更加困難。

          圖1. 耦合道對高能核對撞中產生的系統對關聯的影響

          理論物理所博士后神谷有輝(Yuki Kamiya)及其合作者從強子關聯函數出發研究相互作用取得了重要成果,首次提出了包含耦合道效應、庫倫效應以及同位旋破壞效應的分析方案。由于系統與的耦合很強,的對關聯也受到產生對的強子源的影響(參見圖1)。神谷有輝等利用相互作用的耦合道手征SU(3)模型[K.Miyahara et al., PRC 98 025201 (2018)]并將其擴展用以描述強子對關聯,完美地描述了ALICE實驗的相關數據(見圖2)。這一結果說明在耦合道效應在關聯函數的處理中是至關重要的。這項工作提出的理論方案可廣泛應用于高能核對撞中其他強子-強子對關聯的研究。

          圖2. 關聯函數的擬合結果(實線)與實驗數據的比較。圖中虛線為對尺寸更大的源所產生的關聯函數的預言,陰影部分為由耦合道帶來的理論誤差。

          這項工作發表于Phys. Rev. Lett. 124, 132501(2020), 得到了由國家自然科學基金委和德國DFG聯合設立的中德跨學科重大合作研究項目CRC110、國家自然科學基金委重點項目、彭桓武理論物理創新研究中心、中科院前沿科學重點研究項目以及中科院國際人才計劃項目等的支持。

          原文鏈接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.132501

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