久久精品A片777777,精品欧美成人高清在线观看

物理與化學(xué)

科研進(jìn)展

科研進(jìn)展

研究確定核子引力形狀因子

日期： 2025-08-19

| 來源： 【字號：大中小】

近日，中國科學(xué)院理論物理研究所助理研究員曹雄輝和研究員郭奉坤，聯(lián)合四川大學(xué)助理研究員李衢智和湖南大學(xué)教授姚德良，利用模型無關(guān)的方法，精確確定了真實(shí)世界中核子的引力形狀因子。

核子包括質(zhì)子和中子。它們組成了各種各樣的原子核，提供了宇宙中可見物質(zhì)的大部分質(zhì)量。物理學(xué)家以電子為探針去“轟擊”質(zhì)子，觀測到質(zhì)子并非基本的點(diǎn)粒子。其電荷具有一定的空間分布，擁有非零的“電荷半徑”。但是，質(zhì)子或核子的“質(zhì)量半徑”及其內(nèi)部的質(zhì)量和應(yīng)力分布尚不清楚。

該研究采用色散關(guān)系這一數(shù)學(xué)工具，構(gòu)建了聯(lián)結(jié)低能強(qiáng)子散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與引力形狀因子理論結(jié)果的橋梁。研究通過兩個π介子在能量較低的區(qū)間的散射數(shù)據(jù)，結(jié)合量子場論的基本原理，得到π介子的引力形狀因子。這些結(jié)果是分析核子引力形狀因子的關(guān)鍵輸入。在完成對π介子引力形狀因子的精確描述后，研究將核子的引力結(jié)構(gòu)與π介子-核子散射的交叉過程聯(lián)系起來，結(jié)合高精度Roy-Steiner方程的結(jié)果，確保整個理論框架遵守解析性和幺正性的要求，且與低能區(qū)的散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合。這使得科研人員得到核子引力形狀因子的模型無關(guān)的精確結(jié)果，消除了以往結(jié)果或依賴于模型或不對應(yīng)真實(shí)物理情況的弊端。

此外，除電荷、質(zhì)量、自旋和磁矩等基本性質(zhì)外，核子及其他微觀粒子還具有被稱為D-項(xiàng)的性質(zhì)。近年來，隨著計算技術(shù)發(fā)展，物理學(xué)家通過格點(diǎn)QCD方法取得了一些在非物理夸克質(zhì)量下的結(jié)果，但這些結(jié)果未覆蓋真實(shí)物理世界的參數(shù)空間。該研究填補(bǔ)了這一空白，將D-項(xiàng)的值確定為，誤差僅為10%。

進(jìn)一步，計算表明，由QCD能動量張量跡的空間分布定義的均方根半徑，也就是核子的標(biāo)量半徑為0.97±0.03飛米，大于質(zhì)子的電荷半徑。這提供了新的核子內(nèi)部視圖，不再是夸克和膠子完全混雜一團(tuán)，而是正反夸克活動的空間被一個范圍更大的膠子云所籠罩。同時，研究顯示，描述質(zhì)量在核子內(nèi)部空間分布的質(zhì)量半徑為飛米。研究比較不同的半徑發(fā)現(xiàn)，核子的標(biāo)量半徑是已知強(qiáng)相互作用相關(guān)的多種核子內(nèi)部分布的半徑中最大的一種，因而標(biāo)量半徑可以被看做強(qiáng)相互作用的色禁閉半徑。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金、中國科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。

論文鏈接

附件：