近日，中國科學(xué)院高能物理研究所理論物理室賈宇研究員與合作者在粒子物理領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，首次提出在正負(fù)電子對撞機(jī)上研究新型量子干涉效應(yīng)。該成果于4月7日發(fā)表在《物理評論快報(bào)》(Phys. Rev. Lett. 134, 141901)。

該研究聚焦于電子-正電子對撞機(jī)中雙光子融合產(chǎn)生強(qiáng)子的過程，以雙光子產(chǎn)生π介子對為基準(zhǔn)過程，提出了一類全新的方位角相關(guān)觀測量。研究發(fā)現(xiàn)，由于電子和正電子束流發(fā)射的準(zhǔn)實(shí)光子具有強(qiáng)線性偏振特性，在橫向動(dòng)量依賴(TMD)因子化框架下，π介子對的產(chǎn)生會(huì)呈現(xiàn)顯著的cos2φ方位角不對稱性。采用色散關(guān)系中的分波振幅作為輸入，預(yù)測在Belle 2和BESIII實(shí)驗(yàn)的典型運(yùn)動(dòng)學(xué)條件下，這種方位角調(diào)制效應(yīng)可高達(dá)40%。這一發(fā)現(xiàn)不僅首次提供了直接測量光子不同螺旋度振幅的相對相位的方法(以往都是間接測量)，還為強(qiáng)子光-光散射(Hlbl)貢獻(xiàn)的精確計(jì)算提供了重要輸入，有助于降低μ子反常磁矩理論預(yù)言的不確定性。

值得注意的是，這項(xiàng)工作是粒子物理多個(gè)分支方向(TMD物理、手征微擾論、色散關(guān)系)的交叉研究，為強(qiáng)相互作用動(dòng)力學(xué)的研究開辟了新的思路。

論文還特別呼吁Belle 2和BESIII實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)開展相關(guān)測量，以驗(yàn)證這一新型方位角不對稱性，以推動(dòng)國際高能物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，并為探索C-偶共振結(jié)構(gòu)和介子內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供新工具。

該論文的作者是賈宇、山東大學(xué)前沿交叉科學(xué)青島研究院粒子物理與粒子輻照教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的周劍教授和周雅瑾副教授。該工作受到國家自然科學(xué)基金委的杰出青年基金、面上基金與中國科學(xué)院高能所科技創(chuàng)新項(xiàng)目資助。

左圖：Belle 2和BESIII 能區(qū)π介子對微分截面的方位角調(diào)制效應(yīng);右圖：Belle 2 能區(qū)π介子對微分截面隨不變質(zhì)量的變化曲線。