近日，北京大學(xué)物理學(xué)院與華南師范大學(xué)量子物質(zhì)研究院研究團(tuán)隊(duì)在微擾量子場(chǎng)論研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們完成了正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上重夸克對(duì)產(chǎn)生的量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）三階修正，大大降低了理論的不確定度，從而使理論預(yù)言達(dá)到未來高能輕子對(duì)撞機(jī)的要求。相關(guān)成果發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。
正反電子湮滅的總截面與正反電子湮滅產(chǎn)生正反繆子截面之間的比值，即著名的R值，具有重要物理意義。歷史上，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量R值隨質(zhì)心能量變化的關(guān)系，確定了QCD中存在3種自由度即顏色，并發(fā)現(xiàn)了大量新粒子（如著名的J/Ψ粒子，丁肇中先生因此獲諾貝爾獎(jiǎng)）。未來，國際上預(yù)期設(shè)計(jì)建造多個(gè)高能輕子對(duì)撞機(jī)，其中，R值測(cè)量和理論計(jì)算對(duì)于精確測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)模型物理參數(shù)起到重要作用，如耦合常數(shù)、頂夸克的質(zhì)量等。
R值的計(jì)算中重要的一項(xiàng)即為正反電子湮滅并產(chǎn)生正反重夸克的截面。過去30年中，研究者們致力于求解正反電子湮滅并產(chǎn)生正反重夸克的截面的三階微擾論貢獻(xiàn)，但理論誤差始終保持在微擾論三階貢獻(xiàn)的量級(jí)。
該問題的困難之處在于大量的多圈費(fèi)曼積分計(jì)算。多年來，北京大學(xué)教授馬滟青團(tuán)隊(duì)在費(fèi)曼圈積分問題上實(shí)現(xiàn)了原創(chuàng)性的突破，建立了系統(tǒng)、高效計(jì)算費(fèi)曼圈積分方法。最終，研究者們完整計(jì)算了正反電子湮滅產(chǎn)生正反重夸克的截面的三階微擾論貢獻(xiàn)，把該問題的理論精度推向全新高度，為相關(guān)物理問題的研究提供了重要的理論支撐。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.101901
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