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　　人類(lèi)對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索從未終止，并正深入到更小的尺度---夸克和膠子。它們對(duì)理解可見(jiàn)物質(zhì)世界的主要質(zhì)量來(lái)源---核子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有決定性的意義。近年來(lái)的高精度實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，質(zhì)子和中子的一維結(jié)構(gòu)在類(lèi)時(shí)空間都具有隨能量振蕩的行為。但對(duì)于該行為的動(dòng)力學(xué)起源，特別是它們與核子結(jié)構(gòu)是否有關(guān)，目前不同的理論給出了完全不同的解釋。 

　　近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所夸克物質(zhì)中心的科研人員和云南大學(xué)、德國(guó)吉森大學(xué)的合作者在核子一維結(jié)構(gòu)的理論研究方面獲進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，中子和質(zhì)子電磁形狀因子的振蕩來(lái)自于矢量介子，其相位差與核子結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，相關(guān)成果以Letter的形式發(fā)表在Physical Review D 上。 

　　在類(lèi)時(shí)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量中，核子結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)大于閾上矢量介子。研究人員發(fā)現(xiàn)，可以據(jù)此做微擾展開(kāi)，其最大貢獻(xiàn)來(lái)自于兩者之間的干涉，它自然地導(dǎo)致核子電磁形狀因子隨著能量衰減的振蕩行為，其振蕩頻率與矢量介子的壽命（即衰變寬度）直接相關(guān)。這種微擾展開(kāi)的次要貢獻(xiàn)不到最大貢獻(xiàn)的10%，而現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的相對(duì)誤差約為10%，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法區(qū)分各種理論模型（見(jiàn)下圖）。 

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，基于中子和質(zhì)子振蕩的振幅相等的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，研究人員進(jìn)一步通過(guò)同位旋分析，確認(rèn)每一個(gè)振蕩周期具有特定的同位旋，從而證實(shí)它們的動(dòng)力學(xué)起源是閾上的矢量介子激發(fā)。理論研究表明，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的中子和質(zhì)子振蕩之間的相位差與核子結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，從而否定了振蕩本身與核子結(jié)構(gòu)直接相關(guān)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，解決了理論上長(zhǎng)期以來(lái)的爭(zhēng)論。 

　　核子一維結(jié)構(gòu)的研究是核子三維圖像的基礎(chǔ)，該理論研究為構(gòu)建核子三維圖像奠定了基礎(chǔ)。 

　　該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)B的支持。文章鏈接： 

　　https://doi.org/10.1103/PhysRevD.105.L071503 

　　  圖：扣除連續(xù)性部分后，質(zhì)子（上圖）和中子（下圖）在類(lèi)時(shí)空間中隨能量周期性振蕩，兩者有一個(gè)相位差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精度不能區(qū)分圖中的三種理論模型。 

　?。ê俗咏Y(jié)構(gòu)室   供稿）