近日，我院强子物理课题组在自旋为1强子的碎裂函数方面取得研究进展，相关成果以“Novel relations for twist-3 tensor-polarized fragmentation functions in spin-1 hadrons”为题目发表在Physical Review  D 108 (2023), 094041；我院青年教师宋勤涛为该论文的唯一作者。

部分子分布函数和碎裂函数是表征强子态内部结构的重要非微扰量，它们对于解决质子自旋危机等前沿科学问题起着至关重要的作用，因此测量和研究这些函数是高能物理实验和理论研究的一个重要目标。质子和中子是1/2的强子态，它们的极化形式为矢量极化（vector polarization），其内部存在着非极化和矢量极化两种部分子分布函数和碎裂函数。相较于自旋为1/2的核子（质子和中子），氘核的自旋为1，自旋为1的强子态具有矢量极化和张量极化（tensor polarization）两种极化形式，因此，张量极化的部分子函数和碎裂函数是其所特有的结构函数，然而对于张量极化碎裂函数之间的理论关系目前的研究还是空白。

在自旋为1的强子态中，张量极化碎裂函数可以分为三类，它们是內禀的（intrinsic）碎裂函数, 运动学的（kinematical）碎裂函数和动力学的（dynamical）碎裂函数，这三者并非相互独立的函数。我们利用量子色动力学中的运动方程，推导出了三类碎裂函数之间的理论关系式。进一步，依靠量子色动力学算符乘积展开技术，我们得到了碎裂函数之间的洛伦兹不变关系式(Lorentz Invariant Relation)，该关系式可以用于消除高扭度单自旋不对称度(Single Spin Asymmetries)对坐标系的依赖性，从而保证了实验测量结果的洛伦兹不变性。最后，我们还推导出了类似于Wandzura-Wilczek关系式的理论关系式，利用该关系式我们可以将高扭度的碎裂函数表示为领头扭度的碎裂函数，因为实验上领头扭度的碎裂函数更容易被测量，所以我们可以利用该关系式来估算高扭度的碎裂函数。在未来，这些张量极化碎裂函数可以在我国BESIII，美国Jefferson Lab实验室和美国电子-离子对撞机（EIC）上进行测量，而我们的理论工作可以为相关实验测量提供指导与帮助。

本工作得到了国家自然科学基金项目和郑州大学青年教师拔尖博士项目的支持。

文章链接：https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.108.094041