微扰量子色动力学在粒子唯象学研究中的应用

强相互作用的研究对分析理解已有及将来的大量高能物理实验结果起着不可或缺的作用。量子色动力学(QCD)是描述强相互作用的正确理论,具有短程渐近自由和长程色禁闭的性质。虽然处理长程问题非常困难，但许多涉及强子的高能过程可通过因子化将长程非微扰和短程微扰部分分离，长程部分归结为有限个普适因子，短程部分可系统地精确计算。近年来HQET、NRQCD、SCET等有效理论使得更多高能过程的因子化得以证明。本项目成员一直活跃在QCD等相关研究领域，积累了丰富经验，取得了很多有意义的成果。本项目紧密结合BEPC、B工厂、RHIC及LHC等大型实验，利用微扰QCD开展粒子物理唯象学研究,主要内容包括：重强子产生与湮灭过程；利用有效理论研究物理过程的因子化问题；继续发展微扰QCD自动化计算系统；研究QCD对高能标物理的影响等。本项目的研究，将会深化对QCD及强子结构的认识，对相关高能物理实验提供有益的理论指导。

量子色动力学(QCD)是描述强相互作用的正确理论，具有短程渐近自由和长程色禁闭的性质，这个性质使得人们可以对很多过程进行理论计算，并由此发展出了许多非常实用的有效理论，如HQET、NRQCD、SCET 等，方便地实现长程非微扰和短程微扰部分分离，长程部分归结为有限个普适因子，短程部分可系统地精确计算。基于这些有效理论和基本量子理论，四年来课题组在量子色动力学及其应用、量子理论基本性质研究方面取得了若干成果，主要包括：1）一是不断的改进FDC圈图计算的方法，使其可以进行更复杂的计算，参与国际竞争。基于FDC计算工具和NRQCD等有效理论课题组研究了大量有代表性的重夸克偶素产生和湮灭过程。通过这些计算一方面可以建议理论的实用性，另一方面有益于了解重夸克偶素的性质；2）研究了LHC上Higgs粒子和top夸克产生问题。分析了Higgs到轻子对的辐射衰变过程，发现现有数据即有望观测得到这个过程。系统研究了次领头QCD对强子对撞机上顶夸克对产生和衰变过程中自旋效应的影响，理论预言得到现有实验的验证。3）基于EXFT有效理论和QCD求和规则，研究了最近几年实验上发现的，并受到高能物理界广泛重视的新强子态，解释也予以了这些新的共振结构的一些物理性质；4）研究了量子理论的非定域性和量子纠缠态的分类问题。发现测量扰动关系有可能是决定多粒子体系量子关联的一个基本原理，并通过两点关联函数给出了对测量扰动关系的限制性条件。在LU框架下完成了任意多体任意维数系统的等价性分类，在SLOCC框架下实现了对三体任意维等复杂纠缠态的等价性分类。