2025 年 8 月 4 日，南开大学物理科学学院王玉明教授团队在核子结构与强相互作用物理领域取得突破性进展。该项成果以“核子形状因子的次领头阶 Q CD 预言 ” (Next-to-Leading-Order QCD Predictions for the Nucleon Form Factors) 为题发表于物理学领域顶级学术期 刊《Physical Review Letters》 (物理评论快报) 。
王玉明教授带领研究团队的三名博士研究生黄勇康、施博轩、赵雪辰(现为南开大学博士后)，创新性地将现代圈图技术与量子色动力学因子化方案结合起来，历经三年的拼搏奋斗，克服种种理论障碍与技术困难，成功解决了重子硬遍举散射过程中的高阶修正与红外减除难题。特别地，研究团队还进一步发现，计及次领头阶微扰修正将会显著增强核子形状因子在当前大科学装置实验能区的理论预言结果 ( 如下图所示 ) ，从而具有极为重要的唯象学价值。
图：核子形状因子的次领头阶预言
尤其应当指出，该项重磅成果一举刷新了自 1980 年两位美国高能物理学家 Gerard Lepage 与 Stanley Brodsky 取得核子形状因子的领头阶预言近半个世纪以来关于重子硬遍举散射理论研究的世界水平。此外，该项成果 是王玉明教授团队近五个月来第3次发表于《物理评论快报》，也是自从 2022 年起三年多来第 6 次发表 于 《 物理评论快报》。
自从 1919 年 Ernest Rutherford 通过 α 粒子撞击氮原子 发现质子以及 1932 年 James Chadwick 通过 α 粒子轰击硼 -10 原子核 发现中子以来，人类在深度解析核子 ( 包括质子与中子 ) 内部结构以及动力学机制的雄伟征途中已经走过了一个多世纪的漫漫岁月，取得了一系列令人瞩目的里程碑式进展，并多次获得诺贝尔物理学奖。因此，关于核子形状因子的第一性原理研究必将一方面有助于我们掀开物质最深处的神秘面纱，并在另一方面有助于我们揭示强相互作用理论的基本结构 ( 千禧年大奖难题之一 ) 。
上述研究工作得到了国家自然科学基金、国家级人才计划等项目的支持。
作者简介
王玉明，南开大学物理科学学院教授，国家级领军人才、海外高层次青年人才、天津市杰出青年基金获得者、南开大学“百名青年学科带头人培养计划”入选者。 主要从事重夸克物理与量子色动力学理论研究，迄今在Phys. Rev. Lett.、JHEP、Phys. Rev. D、 Nucl. Phys. B 等国际学术期刊发表论文66 篇，总计被引用5000余次，h指数为4 1 ，3篇论文单篇被引用超300次(单篇最高被引5 37 次)，平均引用率超过75次；连续四次入选美国斯坦福大学于2021-2024年发布的全球前2%顶尖科学家名单。
编辑、审核：大可
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