6月5日，南开大学物理科学学院教授王玉明团队在微扰场论与强子结构领域取得突破性进展。该研究成果以π介子形状因子的次次领头阶QCD预言(Next-to-Next-to-Leading-OrderQCDPredictionforthePionFormFactor)为题发表在物理学领域顶级学术期刊《物理评论快报》(PhysicalReviewLetters)。
王玉明带领研究团队的两名博士研究生(施博轩、于汇鑫)，并同香港中文大学(深圳)姬尧教授、山东大学王健教授、南京师范大学王烨凡老师展开密切合作。该成果是王玉明团队自从2022年以来第五次发表于《物理评论快报》。该项研究工作创新性地将有效量子场论与现代多圈图计算技术结合起来，首次在国际上实现了π介子电磁形状因子在两圈图层次上(如左图)的严格计算，一举突破了自1981年取得单圈图结果[RichardField，RajanGupta,SteveOtto,LeeChang(清华大学张礼教授),Nucl.Phys.B186(1981)429]以来相关理论研究进展缓慢的长期困境。此外，该项研究还进一步表明，最新取得的双圈图计算结果与未来的EIC实验数据对比将有助于显著提升π介子光锥分布振幅形状参数的抽取精度(如右图)，从而对于深层次探索强子束缚态体系的内禀结构以及强相互作用动力学具有突出的科学意义。
硬遍举强子跃迁过程对于理解量子色动力学精彩纷呈的结构以及确立其作为强相互作用的基本理论均发挥了重要的历史作用并体现了独特的科学价值。GerardPeterLepage(2016年Sakurai奖得主)与StanleyJeromeBrodsky(2007年Sakurai奖得主)合著的关于硬遍举跃迁过程的奠基性论文[Phys.Rev.D22(1980)2157]迄今已被引用四千余次，并且在2020年被高能物理领域的权威学术期刊PhysicalReviewD遴选为创刊50年来具有里程碑意义的科学论文之一。
作为强子世界中最轻的粒子以及手征对称性破缺的南部-戈德斯通玻色子，π介子无疑更是在揭示强相互作用终极奥秘的漫漫征途上扮演了极为特殊的角色。特别地，远在量子色动力学理论诞生的38年之前，日本著名科学家汤川秀树就于1935年预言了存在传递强核力的π介子，并在1949年获得诺贝尔物理学奖。因此，π介子电磁形状因子长期以来被公认为是发展硬遍举散射理论与探索量子色动力学红外结构的最佳平台之一。
上述研究工作得到了国家自然科学基金、中德合作研究基金、山东省人才计划等项目的支持。
成果链接：
PhysicalReviewLetters论文：https://link.aps.org/doi/10.1103/yx51-lc3q
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