近日，beat365英国官网网站beat365英国官网网站耿立升教授團隊及其國際合作者在強相互作用力的本質研究中取得重要進展。相關結果以“不同反應道對反K介子-核子共振散射過程的約束（Cross-channel constraints on resonant antikaon-nucleon scattering）”為題，于2023年2月17日發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。論文鍊接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.071902

對低能區強子-強子相互作用圖像的深入理解，是現代理論物理研究中最為重要的課題之一。相關研究不僅有助于進一步理解強相互作用力的本質，而且可以為檢驗基本對稱性乃至尋找超出标準模型的新物理提供新的思路。重子-介子散射過程不僅本身蘊含的豐富物理現象（如重子譜），而且與基态重子的sigma項密切相關，而後者對于暗物質直接探測（如中國的CDEX和PandaX合作組在錦屏深地實驗室開展的實驗）至關重要。此外，SU(3)味道空間的重子-介子相互作用與中子星狀态方程直接相關，因而與引力波物理有密切聯系。目前，國際上許多大型實驗設施如J-PARC，J-Lab，FAIR等都在開展或計劃開展相關的實驗研究。

然而，截止目前，理論物理學家尚不能對低能區不同奇異數重子-介子相互作用給出統一的描述。一個典型的例子是重子-介子散射過程中的重子共振态，Λ(1405)。這個共振态不能被傳統誇克模型所描述，但可以被解釋成KbarN分子态，并且具有獨特的雙極點結構，被認為是第一個現代意義的“奇特強子态”，因而吸引了理論物理學家的廣泛關注。

該研究發展協變重子手征微擾理論，系統計算了直到次次零頭階的赝标介子與八重态重子相互作用的散射振幅，同時對πN和KN散射數據進行了分析，發現理論能夠很好描述實驗數據。在此基礎上，考慮到KbarN系統中顯著的非微擾效應，提出在協變手征有效理論的框架内，同時考慮微擾和非微擾過程，利用所有反應道的重子-介子散射數據對相互作用進行約束，得到了首個全局的次次領頭階協變重子-介子散射振幅。

該研究首次實現了對不同奇異數重子-介子散射過程的統一、自洽、微觀描述，進一步确認了Λ(1405)的雙峰結構，精确地提取了其質量和寬度，預言其存在同位旋夥伴态（與随後發表的日本Belle合作組的實驗數據一緻），證明了協變手征有效場論在SU(3)味道空間的普适性，深化了對SU(3)味道對稱性及其破缺的認識，揭示了洛倫茲對稱性的重要性。

該研究得到了國家自然科學基金重點項目No. 11735003的資助。北航空間與環境學院陸俊旭博士為第一作者，beat365英国官网网站耿立升教授為通訊作者，合作者包括美國喬治華盛頓大學的Michael Doering教授以及德國美因茨大學的Maxim Mai博士。

Figure1本研究中構建的協變重子-介子散射振幅對不同奇異數S=1，0，-1（分别對應圖a，b，c）的散射數據的描述效果。圖d展示了本研究中得到的Λ(1405)雙峰結構。