复旦大学物理学系邵鼎煜课题组与合作者在量子色动力学与质子结构研究领域取得重要进展，提出一种基于喷注能量分布的新方法，用于探测质子内部自旋结构中最难测量的分量之一——横向性分布与张量荷。相关成果以“Accessing Nucleon Transversity with One-Point Energy Correlators”为标题，于2026年4月17日发表在《Physical Review Letters》(PRL 136, 151902 (2026))。

理解质子等核子的内部三维结构，是当前强相互作用与量子色动力学研究的核心前沿问题之一。其中，横向性分布由于其手征奇性质，无法在直接的单举过程中研究，长期以来是核子结构研究中的关键难题。与此同时，横向性分布可进一步给出质子的张量荷，这一物理量不仅对理解核子自旋结构具有重要意义，也为寻找超出标准模型的新物理提供关键输入。

传统上，研究横向性分布通常依赖对喷注中单个强子（如π介子）动量的精细测量。这类方法对强子化机制高度敏感，增加了理论解释的不确定性。

图1. 横极化质子对撞中喷注产生的能流分布示意图

针对这一挑战，研究团队提出了一种新探测思路。不同于逐个追踪喷注中的粒子，该方法利用“单点能量关联函数”（one-point energy correlator, OPEC）直接刻画喷注内部的能量分布结构。可以形象地理解为：不再“逐个数粒子”，而是“整体观察能量如何在喷注中分布”。这一思路显著降低了对强子化过程的依赖，使理论分析更加稳健。

在理论上，研究团队系统建立了这一观测量的因子化框架，并证明在横向极化质子对撞过程中，OPEC可以产生清晰的横向单自旋不对称性信号，其角分布具有特征性的正弦调制。这一信号直接来源于夸克的横向自旋结构，为提取质子的横向性分布提供了新的观测窗口。

进一步研究表明，与传统基于单个强子横动量的方法相比，新方法能够分辨更精细的喷注角结构，角分辨能力可提升一个数量级以上，探测喷注内部更广范围的动力学区域。研究团队基于相对论重离子对撞机（RHIC）的实验条件进行了具体数值预言，结果表明该信号在现有实验条件下具有良好的可观测性。

图2 单点能量关联函数的横向单自旋不对称性示意图

这项工作为研究质子自旋结构开辟了一条新路径，有望在未来电子—离子对撞机（EIC）上实现更高精度的测量，并为检验自旋相关强子化机制的普适性提供关键工具。该方法将喷注亚结构物理与核子结构研究结合，为揭示强相互作用的微观动力学开辟了新的方向。

该工作由复旦大学与美国加州大学洛杉矶分校UCLA合作完成。按照高能物理学界惯例，论文作者按姓氏字母顺序排列，分别为华东理工大学讲师高梅森（原复旦大学博士后），复旦大学博士后李婉辰，复旦大学邵鼎煜青年研究员，UCLA大学康忠波教授。研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、科技创新2030- “量子通信与量子计算机”国家科技重大专项、理论物理专款上海核物理理论研究中心、核物理与离子束应用实验室教育部重点实验室、复旦大学粒子物理与场论中心的支持。

文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/1lz2-3fm9