组成这个世界的基本粒子中，只有夸克和胶子无法被直接观测到。在大型强子对撞机上，高能夸克和胶子在被产生后，会不断地辐射出更多的夸克和胶子，直至彼此结合为复合粒子—强子，这正是夸克禁闭现象的体现。这个过程发生得非常迅速，导致探测器只能记录到一簇离得很近的强子，也被称为喷注。一直以来，喷注被粒子物理学家看作夸克和胶子的“代理”，用于研究他们所参与的强相互作用。然而，夸克或胶子演化为强子喷注的过程发生在10的负25次方秒内，实验上测量极富挑战，而理论上从第一性原理去完整描述整个过程也是悬而未决的基本难题。 

近期，浙江大学物理学院的肖朦研究员课题组历经四年研究，首次利用大型强子对撞机CMS实验的数据测量了喷注内部粒子的能量关联函数。这个观测量由北京大学朱华星教授（时任浙江大学物理学院研究员）及其合作者于2020年提出，旨在理解喷注形成过程以及研究强相互作用从高到低能的演化行为。该实验首次将喷注演化的三个阶段，即夸克和胶子的部分子簇射阶段、非微扰强子化跃迁阶段，以及自由强子阶段通过能量关联函数的不同标度律展示出来，犹如给高能强相互作用的演化过程拍了一张高清照片。此外，测量结果通过三点与两点函数比值的斜率随能标变化形式直观展示了强相互作用的重要特征—渐进自由。该工作通过与理论预言的比较，精确测量了物理学基本常数—强相互作用耦合常数的大小，打开了利用喷注内部结构测量强耦合常数的大门。值得一提的是，测量所依赖的理论计算也来自于国内的理论学家，包括朱华星、上海交通大学的高俊教授，浙江大学物理学院的博士后陈文（现任职于华南师范大学）和博士生李依蓓、徐振，以及哈佛大学博士生张晓源。

    文章成果近期发表于Physical Review Letters，并获得“编辑推荐”。浙江大学物理学院近代物理中心博士生陆陈丰，林桢和叶裕雷共同完成了该工作，在CMS合作组内担任分析负责人，并作预审核及审核报告。该成果被CERN Courier等报道，并在欧洲物理学会年会、大型强子对撞机物理年会、国际高能物理大会、弦论年会等多个国际大会作为亮点展示。该工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务专项基金等大力支持。

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.071903