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://reabo.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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