近日, 必一运动B-sports官方网站粒子物理研究所王新年教授及合作团队在量子色动力学因子化理论的研究方面取得重要进展，研究成果同时发表在《物理评论快报》Phys. Rev. Lett. 135, 032301（2025）[1]和《物理评论D》Phys. Rev. D 112, 014029 （2025）[2]。

图 1：核物质的部分子密度相图示意图

  长期以来，描述核介质中夸克和胶子分布的理论框架有两种：色玻璃凝聚（CGC）有效理论和高扭度（HT）共线因子化理论。CGC 和 HT 被认为是描述核介质中微扰量子色动力学多重散射的两种独立框架，各自在不同的运动学区域内有效。CGC 被广泛应用于高能极限下极小x的致密部分子密度区间，而 HT 为相对密集的部分子区间x≤O(1)提供了一种可靠的描述。尽管它们各自取得了成功，但在这两种理论的重叠区域，即它们都适用的过渡区域，建立它们之间的一致性一直是领域的一个难题。

  由华南师范大学、必一运动B-sports官方网站、加州大学洛杉矶分校等科学家组成的研究团队，通过以质子-原子核碰撞中产生直接光子为例，首次在物理可观测量的层面上阐明了 CGC 和 HT 之间的关系。该研究的关键在于，研究人员超越了冲击波近似（shock-wave approximation），充分考虑了Landau-Pomeranchuk-Migdal（LPM）干涉效应。LPM 效应描述了在介质中辐射粒子的形成时间与散射中心之间距离的关系，在有限x区域对于CGC 和 HT 之间的精确匹配至关重要。通过包含这些“sub-eikonal相位”和与 LPM 干涉相关的费曼图，研究团队证明了CGC有效理论在超出冲击波近似并考虑 LPM 干涉效应的情况下，与 HT 理论框架在它们重叠的过渡区域是完全一致的，由此首次证明了CGC和HT在扭度-4层次上的一致性。

  该研究发展了一个统一的因子化框架，用以描述从稀疏到致密动力学的核物质部分子密度相图，为利用现有 RHIC 和 LHC大科学装置的实验数据以及未来电子离子对撞机（EIC）的测量来绘制部分子密度相图提供了理论基础，有望为寻找胶子饱和信号提供关键的理论输入。该理论框架可以广泛推广到其他过程，如质子-原子核碰撞中的单强子产生和深度非弹性散射中的双喷注产生等等。

该成果由核物理与核技术全国重点实验室，华南师范大学量子物质研究院邢宏喜研究员、必一运动B-sports官方网站粒子物理研究所王新年教授课题组、加州大学洛杉矶分校康忠波教授课题组合作完成。该研究项目得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目等基金的支持。

[1]https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.135.032301

[2] https://journals.aps.org/prd/pdf/10.1103/ckhv-5213

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通讯员｜邢宏喜

责　编｜黄健聪

审　校｜秦广友　赵蕴杰