奇異夸克是六種夸克中的一種，按質(zhì)量從小到大的順序排在第三位。含有至少一個奇異夸克的強(qiáng)子被稱為奇異強(qiáng)子，如K介子。強(qiáng)子物理主要研究量子色動力學(xué)(QCD)相關(guān)的現(xiàn)象。奇異強(qiáng)子之間的相互作用是強(qiáng)子物理中長期以來的一個重要問題；然而，與只包含更輕的上、下夸克的強(qiáng)子系統(tǒng)相比，實驗數(shù)據(jù)相對較少。

近年來，高能核對撞中的強(qiáng)子-強(qiáng)子關(guān)聯(lián)的研究成為研究強(qiáng)子相互作用的一個重要技術(shù)。高能核對撞可以產(chǎn)生大量的粒子，由于強(qiáng)子對的相互作用和量子統(tǒng)計，對撞中產(chǎn)生的大量強(qiáng)子在低相對動量下產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。由于核子-核子或-之間的相互作用研究得比較清楚，物理學(xué)家通常利用它們作為輸入從重離子對撞強(qiáng)子對關(guān)聯(lián)的測量中研究產(chǎn)生強(qiáng)子的源的性質(zhì)。從另一方面來看，如果已知強(qiáng)子產(chǎn)生源的信息，那么強(qiáng)子關(guān)聯(lián)也可以用來研究強(qiáng)子之間的相互作用。

最近，大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）上的ALICE合作組報告了他們對從LHC的質(zhì)子-質(zhì)子對撞中獲得的反K介子-核子（）相關(guān)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果[S.Acharya et al., PRL 124 092301 (2020)]。雖然低能相互作用非常重要，然而到目前為止實驗結(jié)果是相當(dāng)有限的。ALICE的實驗數(shù)據(jù)量很大，因此，其統(tǒng)計誤差很小，可以作為散射實驗的補(bǔ)充，為我們提供有價值的相互作用信息。然而，與核子-核子或介子系統(tǒng)相比，由于耦合道效應(yīng)的存在，該系統(tǒng)的理論預(yù)言更加困難。

圖1. 耦合道對高能核對撞中產(chǎn)生的系統(tǒng)對關(guān)聯(lián)的影響

理論物理所博士后神谷有輝(Yuki Kamiya)及其合作者從強(qiáng)子關(guān)聯(lián)函數(shù)出發(fā)研究相互作用取得了重要成果，首次提出了包含耦合道效應(yīng)、庫倫效應(yīng)以及同位旋破壞效應(yīng)的分析方案。由于系統(tǒng)與和的耦合很強(qiáng)，的對關(guān)聯(lián)也受到產(chǎn)生和對的強(qiáng)子源的影響（參見圖1）。神谷有輝等利用相互作用的耦合道手征SU(3)模型[K.Miyahara et al., PRC 98 025201 (2018)]并將其擴(kuò)展用以描述強(qiáng)子對關(guān)聯(lián)，完美地描述了ALICE實驗的相關(guān)數(shù)據(jù)（見圖2）。這一結(jié)果說明在耦合道效應(yīng)在關(guān)聯(lián)函數(shù)的處理中是至關(guān)重要的。這項工作提出的理論方案可廣泛應(yīng)用于高能核對撞中其他強(qiáng)子-強(qiáng)子對關(guān)聯(lián)的研究。

圖2. 關(guān)聯(lián)函數(shù)的擬合結(jié)果（實線）與實驗數(shù)據(jù)的比較。圖中虛線為對尺寸更大的源所產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)函數(shù)的預(yù)言，陰影部分為由耦合道帶來的理論誤差。

這項工作發(fā)表于Phys. Rev. Lett. 124, 132501（2020）, 得到了由國家自然科學(xué)基金委和德國DFG聯(lián)合設(shè)立的中德跨學(xué)科重大合作研究項目CRC110、國家自然科學(xué)基金委重點項目、彭桓武理論物理創(chuàng)新研究中心、中科院前沿科學(xué)重點研究項目以及中科院國際人才計劃項目等的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.132501