高能所膠球性質理論研究取得新進展

　　最近，中科院高能物理研究所理論物理室研究員陳瑩和合作者應用格點量子色動力學(Lattice QCD)理論，在膠球性質研究方面取得重要進展，其成果發表在國際權威期刊《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett. 110, 021601 (2013)和Phys. Rev. Lett. 111，091601 (2013))上。

　　量子色動力學(QCD)理論認為，強相互作用的媒介粒子—膠子—可以通過自相互作用形成束縛態，即膠球。膠球是區別于夸克模型描述的介子和重子態的新型強子態，其存在與否對理解強相互作用有重要意義，因此尋找膠球態一直是高能物理實驗的重要研究課題之一。J/Ψ的輻射衰變被普遍認為是尋找膠球的理想場所，北京正負電子對撞機和北京譜儀(BEPCII/BESIII)正在積累世界上最大的J/Ψ事例樣本，為尋找膠球提供了很好的機會機遇，但相關的實驗分析工作要求粒子物理理論研究提供關于膠球性質的更多信息。

　　陳瑩帶領他的課題組，和中國格點合作組(CLQCD Collaboration) 的成員(中科院理論物理研究所馬建平研究員、北京大學劉川教授、南開大學劉玉斌教授和浙江大學張劍波教授等)密切合作，利用格點量子色動力學的數值模擬方法，在國際上首次對標量和張量膠球在J/Ψ輻射衰變中的產率進行了直接計算，得到J/Ψ輻射衰變到標量膠球和張量膠球的分支比分別為3.8(9)x10-3和1.1(2)x10-2，這是迄今為止唯一的關于膠球輻射產率的量子色動力學理論預言。對比標量介子f0(1370)、f0(1500)和f0(1710)現有實驗數據，該結果支持f0(1710)作為標量膠球的候選者。同時，根據J/Ψ輻射衰變到張量膠球有約1%的分支比的理論結果，他們建議BESIII對J/Ψ輻射衰變中的張量末態進行細致和系統的分析，對張量膠球的存在性給出確定的結論。

　　該項研究受到國家自然科學基金委面上項目(No.11075167，11021092，10675101，10947007,10975076)和重點項目(No.10835002)的支持。

　　以上兩圖給出格點QCD直接計算出的J/Ψ輻射衰變到標量膠球(左圖)和張量膠球(右圖)的多極形狀因子隨Q2的變化，利用內插得到Q2=0的值可以直接得到相應的分寬度和分支比。