题目: 核子基本性质的未解之“谜”

报告人: 彭潮（美国阿贡国家实验室）

时间: 2023年10月30日 (周一) 15:00

地点: 理科楼 B315

摘要： 核子（质子、中子）是构筑我们可观测宇宙的基石。现代研究中，核子常被视为由夸克和胶子组成的动态复杂系统。量子色动力学(QCD) 所描述的强相互作用力主导了该系统中基本自由度之间的相互作用。核子研究的终极目标之一是描述核子如何从最基本的自由度——夸克胶子间的相互作用中“涌现”。这个目标的第一个里程碑即是研究核子的基本性质，如自旋、质量、大小、极化率等，并理解这些基本性质的涌现机制。此类研究最大的挑战在于QCD 的计算在夸克禁闭区间内十分困难；在低能级下，核子内的夸克、胶子相互作用高度相关，无法直接应用微扰计算。为了解决这个难题，许多非微扰的理论框架应运而生，包括手性有效场理论、晶格QCD 等，并在描述实验现象方面取得了一定的成功。但是，近期所进行的一系列测量核子基本属性的实验结果，都在一定程度上与理论计算不符合，并且这些差异悬而未决。这些“谜题” 揭示了我们对核子系统在夸克禁闭区间能级下的理解还不够充分，也指明了未来的研究方向。此报告将回顾近期有关核子基本属性的未解之“谜”，并主要讨论在低能量区间下的核子自旋极化率的实验测量结果。另外，报告还将展望未来使用大科学装置(美国杰弗逊实验室的高强度探测器SoLID 以及美国电子离子对撞机的主探测器ePIC) 进行有关核子基本性质的研究。

报告人简介：彭潮，目前在美国阿贡国家实验室物理系任职，从事实验中能核物理的研究。2009年本科毕业于清华大学工程物理系，2018年获得美国杜克大学博士学位。主要研究方向是量子色动力学的夸克禁闭区间：在此能级下的核子内部结构，夸克、胶子的分布，以及核子自旋、质量、大小、形状、极化率等“静态” 属性如何从动态的夸克-胶子相互作用系统中“涌现” 的机制。研究兴趣也包括核子的夸克、胶子分布在轻原子核内部的修正效应，例如氘、氦3、氦4、以及锂6 等。当前在美国杰弗逊实验室参与多项电子散射实验，包括PRad-II，X17，以及未来的高强度探测器SoLID 的相关实验。同时也在进行ePIC 探测器（用于未来美国电子离子对撞机）的开发工作与相关实验设计，深度参与了仿真模拟以及数据分析框架的软件开发与新型量能器的设计。此外还负责了阿贡实验室的研发项目，为电子离子对撞机设计开发极化锂6 与锂7离子源。