近日，上海交通大学物理与天文学院高俊教授团队基于NPC（Non-perturbative Physics Collaboration）合作组在部分子碎裂函数研究方面取得了重要进展，研究成果发表在《物理评论快报》 Phys. Rev. Lett. 132, 261903 (2024) [1]。
图 1：胶子碎裂至不同带电强子过程以及碎裂函数示意图
部分子碎裂函数（Fragmentation Functions, FFs）由J. D. Bjorken，R. P. Feynman等粒子理论学家在50多年前提出 [2]，以描述带色夸克和胶子碎裂为色中性强子的跃迁几率密度，对于高能强子产生的预言以及理解量子色动力学（QCD）的色禁闭机制至关重要。由于FFs的非微扰和含时演化特性，人们目前无法通过微扰计算或是格点模拟来直接确定FFs，而基于实验数据的全局分析则是精确确定FFs的唯一有效手段。NPC合作组建立了全新的全局分析框架，采用了最新的高精度微扰计算输入，成功从正负电子对撞实验、半单举深度非弹性散射实验以及质子-质子对撞实验数据中抽取了不同味道夸克和胶子到一系列带电强子的碎裂函数，特别是极大提升了胶子碎裂函数的精度。基于所得结果还测试了部分子强子化过程中的 “动量求和规则” ，发现了奇异夸克碎裂中末态强子携带总动量的可能反常现象，这将推动后续实验和理论的进一步探索。同时，该研究的详细结果以及相关应用也以近50页的篇幅刊登在预印本上 [3]并投稿至Phys. Rev. D。
NPC合作组由上海交通大学物理与天文学院高俊教授团队、华南师范大学量子物质研究院邢宏喜研究员团队、中国科学院近代物理研究所赵宇翔研究员团队组成。该工作是NPC合作组所取得的首个重要成果，论文的作者还包括上海交通大学的博士生刘重阳以及博士后沈晓民。该研究项目得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目以及中德博士后联合基金的支持。
[1] Jun Gao, ChongYang Liu, XiaoMin Shen, Hongxi Xin, Yuxiang Zhao, Phys. Rev. Lett. 132, 261903 (2024)
[2] S. M. Berman, J. D. Bjorken, and J. B. Kogut, Phys. Rev. D 4, 3388 (1971); R. D. Field and R. P. Feynman, Nucl. Phys. B 136, 1 (1978)
[3] Jun Gao, ChongYang Liu, XiaoMin Shen, Hongxi Xin, Yuxiang Zhao, arXiv: 2407.04422
