近日，濟南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院粒子物理團隊與山東大學(xué)前沿交叉科學(xué)青島研究院粒子物理理論團隊合作，在高能自旋物理理論研究中取得重要進(jìn)展，提出了基于能量能量關(guān)聯(lián)（EEC）抽取膠子極化信號的新方法。相關(guān)研究成果以“Gluon PolarimetrywithEnergy-Energy Correlators”為題，以濟南大學(xué)為第一單位發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。

在稀疏極限的小x區(qū)域，核子內(nèi)部的膠子會展現(xiàn)出極其顯著的線性極化現(xiàn)象。這不僅是解碼核子內(nèi)部復(fù)雜三維動力學(xué)結(jié)構(gòu)的核心“鑰匙”，更關(guān)乎微觀物質(zhì)深層的量子糾纏機制。然而，直接測量膠子的線性極化卻一直面臨巨大挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)的測量手段主要基于橫動量依賴因子化，通過末態(tài)強子的方位角不對稱性來捕捉膠子的線性極化。然而，這一方法在實際應(yīng)用中面臨兩大瓶頸：一方面，在低橫動量區(qū)域，極化信號極易被QCD演化效應(yīng)稀釋，導(dǎo)致真實信號變得十分微弱；另一方面，末態(tài)軟膠子輻射也會產(chǎn)生相同的方位角不對稱性，對膠子極化信號的提取造成嚴(yán)重的背景污染，極大地限制了測量的精確度。

為解決這些挑戰(zhàn)，研究團隊提出了基于EEC的cos2φ方位角不對稱來探測膠子線性極化的新方法，其能量加權(quán)有效避免末態(tài)軟膠子輻射的干擾，為膠子極化測量提供了一條理論上更可靠、實驗上更易于實現(xiàn)的途徑。為了獲得更高的理論精度，研究團隊在CCFM框架下，自洽融合了量子相干效應(yīng)造成的級聯(lián)劈裂中的角度排序行為。通過考慮量子相干效應(yīng)，并引入非微擾參數(shù)Λ，該理論框架自然捕捉到了EEC在小角度區(qū)域的平臺（plateau）行為，成功為微擾區(qū)向非微擾區(qū)的平滑過渡提供了一個統(tǒng)一框架。

本篇論文作者包括濟南大學(xué)副教授宋玉坤，以及山東大學(xué)前沿交叉科學(xué)青島研究院研究員魏樹一、教授周劍和博士研究生楊磊，其中楊磊為濟南大學(xué)2022屆畢業(yè)生。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金以及山東省泰山學(xué)者青年專家計劃等項目的資助支持。

《物理評論快報》（Physical Review Letters）是美國物理學(xué)會（APS）旗下學(xué)術(shù)期刊，最新影響因子9.0，常年處于SCI一區(qū)，是物理學(xué)類頂尖學(xué)術(shù)期刊。這是物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院首次以第一單位在《物理評論快報》上發(fā)表學(xué)術(shù)論文。

撰稿：宋玉坤      編輯：劉孟頔      編審：張偉