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　　近日，中國科學(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隊在質(zhì)子質(zhì)量的起源研究中取得新進展，團隊從實驗出發(fā)深入探討了質(zhì)子內(nèi)部的奇異夸克對質(zhì)子質(zhì)量的影響。相關(guān)研究于2月27日發(fā)表在Physical Review D上。 

　　核子（質(zhì)子和中子的統(tǒng)稱）質(zhì)量占宇宙可見物質(zhì)質(zhì)量的99%以上。核子質(zhì)量的起源，與跡反常、色禁閉和動力學(xué)手征對稱破缺等現(xiàn)象緊密聯(lián)系。理解核子質(zhì)量的起源是核物理研究中一個非常重要且深刻的問題。  

　　傳統(tǒng)觀點認為，質(zhì)子內(nèi)部夸克的質(zhì)量主要來源于其三個組分夸克：兩個上夸克和一個下夸克，其他夸克的貢獻幾乎可以忽略不計。最近的研究表明，質(zhì)子內(nèi)部可能存在更大質(zhì)量的夸克，如奇異夸克和粲夸克等。然而，關(guān)于奇異夸克和粲夸克等重夸克是否對質(zhì)子質(zhì)量有重要貢獻，目前還缺乏直接的實驗證據(jù)。  

　　通過建立質(zhì)子的量子反常能與總西格瑪項（包括輕夸克和重夸克對質(zhì)子質(zhì)量的貢獻）之間的關(guān)系，近代物理所研究團隊從矢量介子在近質(zhì)量閾處的光生微分截面實驗數(shù)據(jù)中提取了西格瑪項的值。結(jié)果顯示，重夸克的西格瑪項值比人們之前的預(yù)期要大，約為337兆電子伏特（偶極子擬合）和455兆電子伏特（指數(shù)擬合），約占整個質(zhì)子質(zhì)量（938兆電子伏特）的36~48%。指數(shù)擬合結(jié)果不為零的顯著度達到了大約7個標準差。此外，研究中使用的實驗數(shù)據(jù)來自兩個不同的合作組，團隊利用Kolmogorov–Smirnov檢驗方法發(fā)現(xiàn)從兩組數(shù)據(jù)中提取的西格瑪項值是兼容的。  

　　與以往的模型或格點計算不同，該研究是首次利用實驗數(shù)據(jù)直接給出西格瑪項的取值范圍。該工作進一步深化了人們對量子色動力學(xué)理論和質(zhì)量起源的理解，為國內(nèi)外電子離子對撞機項目提供理論支持，并為未來研究質(zhì)子質(zhì)量起源問題提供了新的思路。  

　　該工作得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）的支持。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevD.109.036034

　　圖：重夸克西格瑪項值。偶極子形式(上圖)和指數(shù)形式(下圖)方法從實驗上提取。  

　　                                              （核子結(jié)構(gòu)室 供稿）