量子色动力学唯象学研究

As an important sector of the Standard Model (SM), the Quantum Chromodynamics (QCD) is designed to describe the strong interaction. It has two famous properties: asymptotic freedom and color confinement, which lead to abundant phenomena in high energy physics. Therefore, it is crucial for the precision test of the SM and search for the new physics beyond the SM to examine QCD itself and compute its impacts on many high energy processes accurately. The aim of this project is to investigate several hot topics of QCD, such as heavy hadron physics, QCD impacts on electroweak physics, small x physics, exotics in hadron physics and etc, which are closely related to current and future high energy experiments. The major members of this project are experienced experts in QCD and related fields. They are proficient in the main theoretical tools of QCD, such as effective field theory, complex loop computation, factorization and etc. And they have done many interesting and important works in related fields of this project. We believe, that the launch of this project surely will deepen our understanding of QCD, benefit the precision test of the SM and search for new physics, and eventually offer better theoretical instructions and interpretations on high energy experiments.

量子色动力学（QCD）作为粒子物理标准模型中描述强相互作用的部分，它的高能渐近自由和低能色禁闭的性质带来了丰富的高能物理现象。QCD本身性质的精确检验，以及它对其它高能过程的影响，都对标准模型的精确检验和新物理信号的寻找起着至关重要的作用。本项目将紧密围绕当前高能物理实验的最新进展，对QCD及其唯象学中的若干热点问题，包括重强子物理、弱电能标物理中QCD的影响、小x物理以及新强子物理等，展开深入研究。本项目的主要参与人多年从事QCD相关领域研究，熟悉并掌握相关理论工具，如：有效理论、复杂圈图计算、因子化等，并作出过很多有意义和有影响力的工作。本项目的研究，必将深化我们对QCD性质的理解，为标准模型的精确检验和新物理信号寻找提供有益帮助，最终为相关高能物理实验提供更好的理论指导和理论诠释。

本项目紧密围绕高能物理实验与理论的最新进展，对重夸克偶素物理、弱电能标物理中QCD的影响和强子物理等方向展开深入系统的研究，完成了预定研究目标。在项目执行期内，项目组在国内外著名学术期刊发表80余篇项目相关的学术论文，主要研究突破包括：1）计算了一系列夸克偶素和Bc介子产生过程的QCD高阶修正。在QCD双圈修正解析计算方面取得突破，计算了若干过程的QCD次次领头阶修正，结果有助于精确检验夸克偶素的产生机制。2）在标准模型及其扩展中，系统研究了QCD修正对于顶夸克、Higgs粒子等产生的影响，计算了NNLO QCD对具有任意CP性质的中性Higgs粒子衰变到重夸克对的贡献，给出了NNLO QCD对Higgs粒子到顶底夸克对的衰变宽度的贡献、以及相应的2-、3-、4-喷注的产 生率和领头喷注的能量分布。3）证明了B介子的遍举产生过程中HQET因子化在次领头阶水平上成立，提出了联系B介子QCD光锥分布振幅和HQET光锥分布振幅的再因子化定理，建立了重轻介子衰变过程与产生过程的联系。4) 在手征 SU(3) 夸克模型的框架下动力学地研究了核子-核子相互作用，首次得到了对基态重子的能量、氘核的结合能以及核子—核子各分波散射相移的自洽描述，解决了以往研究中单个重子的波函数不是给定哈密顿量的解这一不自洽问题。5）对量子力学中广义不确定性关系做了系统研究。提出了一种通过确定纠缠的双边系统对另一方的测量来减少另一方的测量不确定性的实用方法，并构建了一族适用于任意数量的可观测量的量子记忆存在条件下的条件多数化不确定性关系，意味着复杂的量子不确定性和非局部性结构通常可以使用标量测量。项目组还在新强子态、核子激发态、强子多重产生机制、高能物理过程中的量子纠缠等方向做了大量系统研究工作。本项目的研究，深化了对QCD性质的理解，为标准模型的精确检验和新物理信号寻找提供了有益帮助，为相关高能物理实验提供了更好的理论指导和理论诠释。