近代物理所在QCD演化方程和膠子凝聚新物質(zhì)形態(tài)研究中獲進(jìn)展
夸克和膠子(統(tǒng)稱部分子)在質(zhì)子和原子核中的分布是理解許多高能物理過程的重要基礎(chǔ),凡有質(zhì)子和原子核參與的高能物理過程都需要部分子的分布函數(shù)信息。由于膠子不帶電荷無法用電子直接探測(cè)膠子的分布,以量子色動(dòng)力學(xué)(Quantum Chromodynamics,QCD)理論為基礎(chǔ)的部分子演化方程是從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提取夸克和膠子分布函數(shù)的基本工具,也是QCD理論中的一種基本動(dòng)力學(xué)方程。這些演化方程被用來描述部分子不斷分裂和聚合等過程導(dǎo)致的部分子分布函數(shù)的變化。國(guó)內(nèi)外正在推動(dòng)的電子離子對(duì)撞機(jī)(EIC)將測(cè)量更精確的質(zhì)子和原子核中的部分子分布函數(shù),從而檢驗(yàn)各種QCD演化方程。
中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所夸克物質(zhì)研究中心陳旭榮研究員團(tuán)隊(duì)在QCD演化方程和膠子凝聚新物質(zhì)形態(tài)研究中取得新進(jìn)展,相關(guān)成果于3月12日發(fā)表在Physical Review D上。
研究人員首次將偏微分方程中的“齊次平衡法”,成功地應(yīng)用到QCD演化方程領(lǐng)域,得到了Balitsky-Kovchegov演化方程的一個(gè)解析解。研究人員得到了膠子飽和能標(biāo)曲線,進(jìn)而給出了幾何標(biāo)度規(guī)律曲線,揭示了色玻璃凝聚物質(zhì)隨能量的變化規(guī)律、色玻璃凝聚物質(zhì)在高能區(qū)域中的演化規(guī)律。該研究為高能核物理等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提供了理論解釋和支持。
Balitsky-Kovchegov方程是一個(gè)復(fù)雜的QCD演化方程,得到它的解析解對(duì)于研究膠子凝聚物理的研究至關(guān)重要。這項(xiàng)進(jìn)展不僅促進(jìn)了我們對(duì)QCD理論和色玻璃凝聚新物質(zhì)形態(tài)性質(zhì)方面的理解,而且有望在高能核物理研究中被廣泛引用,為國(guó)內(nèi)外電子離子對(duì)撞機(jī)項(xiàng)目提供理論支持。
該工作得到了中科院先導(dǎo)項(xiàng)目的支持。
圖2:幾何標(biāo)度規(guī)律,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(紅色)和該研究給出的曲線(黑色)
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