近日，国际顶级高能物理杂志、自然指数期刊《Journal of High Energy Physics》（JHEP）刊发我校物理科学与技术学院周四红副教授作为通讯作者合作发表的研究论文  “Complete analysis on QED corrections to Bq→ τ+ τ− ”。JHEP由国际知名科研机构意大利国际高等研究院（SISSA）与Springer共同发行出版，其最新的影响因子为6.379，中科院分区一区。该论文在软共线有效理论下首次完整地计算了B介子纯轻衰变过程的QED效应。论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP10(2023)073.

重味B介子纯轻衰变过程在标准模型中是高度压低的，它既是圈图压低，也是螺旋度压低，因此对于精确检验标准模型和寻找超出标准模型的新物理效应非常重要。随着Belle II 和LHCb等实验对B介子衰变过程的测量精度越来越高，理论上也应不断提高相应过程的精度。在理论计算上B介子衰变会涉及低标度的QCD效应，这给理论计算带来了困难。理论上通过各种非微扰方法计算（格点QCD、光锥求和规则等）或者通过有效理论的方法（软共线有效理论等）逐阶微扰展开计算。在B介子衰变过程的众多衰变道中，B介子纯轻衰变相对比较干净，相对于非轻衰变过程不会涉及太多复杂QCD效应，因而作者首先选择计算B介子纯轻过程中的QED效应，从而避免复杂的QCD效应。

 该论文采用软共线有效理论（SCET）计算了B介子纯轻过程中的QED修正。SCET早在2001年左右为解决重味B介子衰变过程末态涉及大动量的运动情况而提出来，后面被广泛应用到高能对撞机过程。对于论文中要研究的B介子纯轻过程，在B介子静止系，末态τ+ τ−粒子以一定的方向背对背快速运动。其中涉及很多标度，包括硬标度（hard）、硬共线标度(hard-collinear)、共线标度(collinear)、软标度(soft)、软共线标度(soft-collinear)。论文采用SCET的两步匹配过程分别计算了hard 函数，hard-collinear 函数，最后卷积上soft函数以及soft-collinear函数首次得出完整QED高阶修正的因子化公式。值得一提的是在通常的高阶幂次修正计算中，hard 函数卷积hard-collinear函数时会出现端点发散现象，这将直接导致因子化的失败。而这里研究的Bq→ τ+ τ−由于末态是hard-collinear标度的粒子，而不会出现端点发散问题，因而不会出现因子化反常问题。数值上论文中计算了实验上的观测量——分支比，高阶QED效应将改变原来结果的0.4%。这期待未来高精度实验的检验。

高能物理方向论文的作者排序通常遵循高能物理国际惯例，按姓氏字母顺序进行排序。论文排序分别是南开大学研究生黄勇康、中国海洋大学教授沈月龙、南开大学研究生赵雪辰、内蒙古大学副教授周四红（通讯作者）。该成果作者周四红得到国家自然科学基金——青年科学项目（项目号：12105148 ）的支持。

（供稿：物理科学与技术学院    编辑：李文娟    审核：刘雪峰   王烨辉）