南開大學(xué)團(tuán)隊(duì)在重夸克物理與重整化群理論研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展
http://m.gerecailiao.cn　 2024年10月25日　 來源：南開大學(xué)
    近日，南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院王玉明教授研究團(tuán)隊(duì)與合作者展開密切合作，創(chuàng)新性地將重夸克有效理論與背景場(chǎng)方法結(jié)合起來，率先在國(guó)際上構(gòu)建了三粒子B介子廣義分布振幅的重整化群方程，并利用拉普拉斯變換技術(shù)構(gòu)建了該演化方程的嚴(yán)格解，開啟了多維度探索重味強(qiáng)子束縛態(tài)體系的內(nèi)稟結(jié)構(gòu)的新篇章。

　　同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)廣義B介子分布振幅的重整化群方程呈現(xiàn)出有別于傳統(tǒng)光錐分布振幅的Lange-Neubert 演化方程的“奇特”結(jié)構(gòu)，打破了強(qiáng)子光錐分布振幅出現(xiàn)的部分子動(dòng)量必須大于零的理論限制。此外，研究團(tuán)隊(duì)的工作進(jìn)一步表明B介子廣義分布振幅的動(dòng)力學(xué)演化效應(yīng)將為重味介子遍舉衰變過程中的躍遷振幅提供新穎的強(qiáng)相位來源，從而有助于揭示微觀世界中CP破壞的終極奧秘，并有助于理解宇宙中正反物質(zhì)不對(duì)稱性的起源。

　　作為高能物理的重要研究分支，重夸克物理對(duì)于充分把握大科學(xué)裝置實(shí)驗(yàn)（LHCb、Belle II、BESIII等）專注于高精度重味強(qiáng)子物理研究的歷史機(jī)遇、精確檢驗(yàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的夸克味道動(dòng)力學(xué)、深入挖掘強(qiáng)子躍遷過程中的強(qiáng)相互作用機(jī)制、進(jìn)一步揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)與相互作用的深層次規(guī)律均具有獨(dú)特的科學(xué)價(jià)值。兩位日本物理學(xué)家Makoto Kobayashi與Toshihide Maskawa由于發(fā)現(xiàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的CP破壞起源，并被兩家B介子工廠實(shí)驗(yàn)（BaBar、Belle）的大量測(cè)量結(jié)果所廣泛證實(shí)，榮獲2008年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。另一方面，重整化群理論則是系統(tǒng)理解多標(biāo)度物理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)演化行為的基本框架，并被廣泛應(yīng)用于高能物理、統(tǒng)計(jì)物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等諸多研究領(lǐng)域。美國(guó)物理學(xué)家Kenneth Geddes Wilson 憑借其在重整化群理論領(lǐng)域的開創(chuàng)性研究工作，從而獨(dú)享了1982年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　近十五年來，王玉明教授與合作者深耕稀有重味強(qiáng)子衰變與強(qiáng)相互作用理論研究的前沿領(lǐng)域，取得了一系列具有國(guó)際影響力的原創(chuàng)性研究成果。值得指出的是，王玉明教授與歐洲合作者在2010年完成的關(guān)于稀有B→K（*）ℓℓ衰變過程（LHCb 實(shí)驗(yàn)的“黃金衰變道”）中粲夸克圈效應(yīng)的理論工作[JHEP 09 （2010） 089]，已經(jīng)被數(shù)千人組成的國(guó)際大型實(shí)驗(yàn)合作組、Belle II 物理手冊(cè)以及包括馬克斯·普朗克獎(jiǎng)?wù)芦@得者Andrzej Buras、美國(guó)物理學(xué)會(huì)櫻井獎(jiǎng)得主Gerard Peter Lepage 等在內(nèi)的理論同行引用超過500次，成為遍舉B介子稀有衰變理論領(lǐng)域的“經(jīng)典”論文。此外，研究團(tuán)隊(duì)還于2023年基于強(qiáng)相互作用的第一性原理，成功“解密”了遍舉B介子雙光子輻射衰變過程中長(zhǎng)程企鵝機(jī)制的動(dòng)力學(xué)特征[Phys. Rev. Lett. 131 （2023） 091902]，從而為精確檢驗(yàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的夸克味道混合機(jī)制以及尋找撲朔迷離的新物理信號(hào)構(gòu)筑了堅(jiān)固的理論基礎(chǔ)。

　　2024年10月22日，研究團(tuán)隊(duì)的最新研究工作以“三粒子B介子軟函數(shù)的重整化群演化”（Renormalization-Group Evolution for the Three-Particle B-Meson Soft Function）為題， 在線發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）。

　　該工作由王玉明教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)兩名博士研究生黃勇康、趙雪辰，并與慕尼黑工業(yè)大學(xué)姬堯博士（現(xiàn)為香港中文大學(xué)（深圳）引進(jìn)海外高層次人才）、中國(guó)海洋大學(xué)沈月龍教授、淮陰工學(xué)院王超老師（原南開大學(xué)師資博士后、曾入選江蘇省高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才引進(jìn)計(jì)劃）合作完成。

　　上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中德合作研究基金、天津市自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

　　文章鏈接：

　　https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.171901
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