近日，兰州大学稀有同位素前沿科学中心青年研究员刘明珠及其合作者在国际物理学期刊（Physical Review Letters，简称 PRL）发表最新研究成果，提出利用具有特定电荷宇称的三体强子系统探测三体力的新方案，破解了长期以来三体力难以与两体力效应完全分离的领域难题，为深入理解量子色动力学（QCD）的非微扰性质提供了原创性研究路径。

        三体力作为强相互作用的一种非微扰效应，在核物理研究中扮演着关键角色。自20世纪50年代日本物理学家藤田和宫崎提出两π交换三体力以来，科学家一直在寻找精确探测三体力的实验方案。尽管现代核力模型（如Argonne v18、Bonn势和手征有效场论）已能高精度描述两体核力，但三体力的直接观测仍面临巨大挑战——其在轻核结合能中的贡献仅约5%，难以与两体力效应完全区分。近期，刘明珠青年研究员联合北航团队在理论研究上取得关键性突破。研究发现传统三核子系统没有电荷宇称量子数，但在其研究的三介子系统中却具有确定的C宇称。对于一个具有确定C宇称的三体强子系统，如I(J^PC)=0(1⁻⁺) D？^∗Dη系统，一般存在两个互为电荷共轭的组态，即D？^∗Dη和D^∗D？η。这两个组态之间会发生相互作用，该相互作用与系统电荷对称性相关，且只能通过三体力实现，如图1所示。

图1 D？^∗Dη组态散射到D^∗D？η组态

        为验证这一方案的可行性，研究团队采用无π有效场论（pionless EFT）框架，将两体相互作用参数化为接触势形式，三体相互作用同样采用接触势描述，并利用高斯展开法（GEM）对三体强子系统进行精确计算。研究发现，在该D？^∗Dη系统中，三体力对于形成三体分子态至关重要。在束缚态形成后，三体力的贡献占系统总势能的比例高达约20%，远高于传统核物理中三体力的典型贡献（约4%）。这一结果表明，具有确定C宇称的三强子系统是研究三体力的理想平台，该机制与手征有效场论中三核子力的接触项贡献类似，为研究三体力提供了全新且更直接的途径。研究进一步指出，除质量测量外，动量关联函数线形和不变质量分布等观测量也可为三体力性质提供独立约束。该研究为LHCb、Belle II等实验提供了明确的理论预言，有望推动三体力实验探测取得实质性进展。

        北京航空航天大学潘亚文博士后为第一作者，兰州大学刘明珠青年研究员和北京航空航天大学耿立升教授为论文共同通讯作者。

        论文原文链接：https://doi.org/10.1103/vl2y-8xdn