近日，我院黃柏林博士團隊利用手征微擾論在強子間相互作用領域取得新進展。相關成果以“Pion-nucleon scattering to O(p3 ) in heavy baryon SU(3) chiral perturbation theory”為題，發表在國際物理期刊Physical Review D上。
自然界中存在四種基本相互作用力，作為描述強相互作用的量子色動力學（Quantum Chromodynamics, QCD）在低能區域變成了非微擾的，那麼直接利用QCD來計算強子間相互作用變得非常困難。作為低能QCD的一種有效理論，手征微擾論（Chiral Perturbation Theory, ChPT）用來計算模型無關的介子-重子散射振幅是非常好的一個框架。為了解決重子在ChPT中的幂律規則，人們提出了重重子方法和擴展的在殼等相對論方法。重重子ChPT具有計算相對簡單、相對論修正項與散射振幅分離等優點。
本論文利用SU(3)重重子ChPT把π介子-核子（πN）散射振幅完整地計算到了第三階。并且，通過πN散射相移和重子質量同時拟合确定了散射振幅中出現的手征極限下重子質量和相關低能常數。利用這些參數，預測得到πN的
值為34.57（11.85）MeV，此值與暗物質的直接探測聯系緊密。然後，當直接利用πN散射相移拟合參數時，對πN散射的S和P波在200MeV以下也給出了一個非常好的描述。本研究可以繼續擴展到第四階，從而對相關物理量給出一個非常精确的預測以及詳細讨論手征微擾論的收斂性。
該工作得到了國家自然科學基金（11947036）的支持。
據悉，黃柏林為學院2018年引進的博士。他的科研成果的取得為新引進博士的科研工作開了一個好頭。值得一提的是，作為團隊的一員，物理學專業本科生歐陽菁也參與了該研究。
論文鍊接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.101.056021
