Fysikere afslører forbindelse mellem to ikke-perturbative parametre for at hjælpe med at forudsige tung mesonproduktion

Prof. Jia Yu fra Institut for Højenergifysik ved det kinesiske videnskabsakademi, og hans samarbejdspartnere, afslørede for første gang nogle dybe forbindelser mellem to grundlæggende ikke-perturbative parametre, der karakteriserer tunge mesoners iboende egenskaber - nyttigt til at forudsige tunge mesonhårde eksklusive produktionsprocesser med bedre nøjagtighed. Undersøgelsen blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve , opfølgning på en undersøgelse offentliggjort i Fysisk gennemgang D i 2019.

Kvantekromodynamik (QCD) er den grundlæggende teori til at beskrive den stærke interaktion i naturen, og tung meson refererer til en hadron sammensat af en tung kvark og en let antikvark bundet af den stærke kraft.

Undersøgelsen af ​​den tunge hadronproduktionsmekanisme er et vigtigt emne inden for perturbativ QCD. På den ene side, den tunge meson light-cone distribution amplitude (LCDA) defineret i heavy quark effektiv teori (HQET) er den grundlæggende ikke-perturbative inputparameter, som allestedsnærværende optræder i forudsigelse af B meson eksklusive henfald, og spiller en afgørende rolle i tung smagsfysik. På den anden side, den kollineære faktoriseringssætning formåede ikke at tackle B-meson eksklusiv produktion og i stedet bruger den tunge meson LCDA defineret i QCD, som er dårligt begrænset i øjeblikket.

I løbet af de sidste tre årtier, det var almindeligt antaget, at disse to sæt ikke-perturbative B meson LCDA'er var uafhængige af hinanden.

På grund af asymptotisk frihed i QCD, fysikere har indset, at selvom disse to ikke-perturbative funktioner har drastisk forskellig ultraviolet adfærd, de har identisk infrarød adfærd.

Derefter foreslog de en ny faktoriseringssætning for at forbinde disse to sæt funktioner sammen:QCD LCDA for B meson kan udtrykkes som en foldning mellem HQET LCDA af B meson og en perturbativt beregnelig kortdistancekoefficient.

Dette faktoriseringsprogram hjælper ikke kun med at adskille de fysiske effekter, der er forbundet med tre vigtige energiskalaer, der er iboende for hårde eksklusive B-produktionsprocesser, men fremskynder genoptagelsen af ​​store logaritmer. Den nye sætning anvender også HQET LCDA for B meson som inputparameter, som allerede er blevet grundigt undersøgt i utallige B meson henfaldskanaler, så man i høj grad kan forbedre nøjagtigheden af ​​teoretiske forudsigelser.