科研成果 | 刘晓辉与合作者提出理解能量关联子非微扰行为的简单模型

能量关联子（Energy Correlators, EC）——这一表征高能粒子间角度关联的物理量，近年来成为探索量子场论深层机制的重要探针。科学家已能通过微扰理论精确描述EC在大角度区间的行为规律，然而在小角度"近端"区域（粒子从自由夸克/胶子向束缚态强子演化的关键相变区），其物理起源始终笼罩在迷雾中。破解近端EC的动力学原理，将为揭示量子色动力学（QCD）强子化过程的非微扰机制提供关键线索。早在2008年，著名学者Juan Maldacena团队基于AdS/CFT对偶性预测了近端EC随角度变化的标度规律，引发学界广泛探讨。

最近，物天学院的刘晓辉、Tübingen的Vogelsang、BNL的袁烽和北大的朱华星合作团队提出新的见解，猜测近端EC的动力学机制与质子内夸克/胶子的横向动量分布（TMD）可能源自同一物理根源——Collins-Soper核。

研究团队在近端区域构建了一个精妙的物理图景，高能粒子的相对流向主要由与能量极低的软粒子发生“碰撞“而改变运动方向所致，因此EC，即高能粒子的相对角度分布，应当遵循软粒子的横向动量分布。这恰似漂浮的树叶：它们的运动主要遵循着河流的潜藏暗涌。而软粒子的横向动量分布恰是Collins-Soper Kernel。基于此，团队建立了一个仅含两个普适参数的唯象模型，实现了对正负电子对撞至LHC质子-质子对撞的全能区EC实验数据的统一描述。

该模型暗示了近端EC与强子内禀TMD结构的潜在关联，预示着一个激动人心的前景：未来或可借助强耦合极限下的形式场论工具，系统破解非微扰TMD结构的理论难题。这一突破不仅深化了我们对强相互作用本质的理解，也为探索夸克禁闭等谜题开辟了新的道路。该工作发表于《Physical Review Letters》。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.151901。