Alta energia e outros avanços na cromodinâmica quântica

Jia Yu, professora do Instituto de Física de Alta Energia, Academia Chinesa de Ciências, Feng Feng, professor visitante da Universidade de Minas e Tecnologia da China e estudante visitante do Instituto de Alta Energia, e Sang Wenlong, professor associado da Universidade do Sudoeste, calcularam pela primeira vez a segunda vantagem da forte decadência - (NNLO), combinada com as últimas medidas experimentais, realizou uma discussão fenomenológica aprofundada. O 20 de dezembro, o artigo relevante publicado nas "Letras de revisão física", o estudo representa uma quarks pesados, os importantes avanços teóricos no estudo .

Explicar a deterioração da aniquilação dos quarks pesados ​​tem historicamente desempenhado um papel fundamental no estabelecimento da natureza gradual e livre da cromodinâmica quântica. Cerca de 40 anos atrás, a distância de forte decadência do singlete pseudoscalar estava abaixo do limite não-relativista A correção de NLO foi feita de forma independente por dois teóricos na Itália e no Japão. A contribuição da correção de NLO é tão importante que é natural a curiosidade do tamanho da correção de radiação de ordem seguinte. Devido a desafios técnicos, Durante muito tempo, a correção de NNLO da forte largura de decaimento de ηc nunca foi conhecida. Com o rápido desenvolvimento da teoria de campos quânticos, a tecnologia de cálculo de perturbação de alta ordem nos últimos anos, as pessoas do verão de 2017 finalmente inauguraram o avançado há muito aguardado. Depois de vários anos de esforços incessantes, Jia Yu superou inúmeras dificuldades técnicas e, finalmente, com a ajuda do Centro Nacional de Supercomputação, a plataforma Guangzhou Tianhe para completar o cálculo. Neste artigo, Jia Yu, pela primeira vez, verificou especificamente o primeiro princípio de QCD A teoria de campo efetiva de partida - a factorização QCD não-relativista (NRQCD) é válida para a liderança na segunda ordem, no entanto, correlaciona a radiação NNLO com o conhecido A combinação de correções relativistas descobriu que as previsões de NRQCD mais completas e as medidas experimentais da largura total de ηc, em particular, eram fortemente divergentes das taxas de derivação ηc avaliadas experimentalmente para duas ramificações de fótons, sugerindo que o conhecido método NRQCD, apesar das raízes teóricas É muito robusto, mas para o elemento quark-quark, a qualidade quark-quark não é suficientemente grande, o que leva a uma convergência muito fraca do desdobramento perturbatório, o que torna a validade do quark quark desafiadora. Por outro lado, o método NRQCD pode explicar satisfatoriamente a medida experimental , A predição exata da razão de ramificação ηb decay para dois fótons, Br'ηb → γγ '= (4,8 ± 0,7) × 10-5, ainda está para ser super Teste de fabricação B.

Vale ressaltar que a conclusão da pesquisa está de acordo com a conclusão de Jia Yu e outros publicados no Physics Review Letters em 2015. Ou seja, o método NRQCD é desafiado na aplicação do método envolvendo 粲 conjugação de quark. Foi calculada a correção de radiação NNLO da conjugação 遍 quark e foi estudada a variação do fator de forma de transição γ * ηηc com a transferência momentânea. Os resultados mostram que a predição da predição NRQCD mais precisa difere muito da experiência BaBar quando a correção NNLO está incluída.

Pela primeira vez, Jia e cols. Calcularam a correção da radiação NNLO para a geração única e a geração global envolvendo 粲 -quarkson e descobriram que sua contribuição é muito importante. Depois de considerar seu efeito de correção, a previsão teórica concorda seriamente com a medida experimental, Em termos de perturbação dos coeficientes de curto alcance NRQCD, a convergência das perturbações é fraca, argumentando que a causa raiz desse problema é que a massa dos quarks não é tão grande que as fortes constantes de acoplamento que podem ser definidas não são Pequena, prejudicando seriamente a convergência da expansão da perturbação. Embora o método de factorização NRQCD amplamente utilizado esteja solidamente baseado na teoria, sua validade parece ser um desafio sério para o elemento quark-quark e ainda precisa de mais pesquisas Para encontrar a solução.

A pesquisa foi financiada pela National Natural Science Foundation of China.

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Previsão teórica de ηc largura total em função do padrão de energia de renormalização μR. LO, NLO, NNLO perturbação correspondente correspondente à ordem principal, ordem sub-líder e as segundas previsões teóricas principais. É a medida experimental da largura total de ηc.

A factorização de NRQCD prevê ηc para a relação de ramificação de dois fótons em função do marcador de energia de renormalização μR O diagrama de banda azul na figura é uma medida experimental de ηc para a relação de ramificação de dois fótons.

O fator de forma de transição (normalizado) γ * γηc predito pela teoria do NRQCD muda com a transferência de momento Q2. Os pontos negros com erros na figura representam as medidas experimentais de BaBar. Os pontos pontilhados, tracejados, Sob a liderança da perturbação na ordem, segunda liderança, segunda previsão principal.

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