介子对产生与引力形状因子中的强子层析成像

广义部分子分布（GPDs）是强子的三维（3D）结构函数，对解决包含部分子轨道角动量贡献的质子自旋谜题十分重要。GPDs的$s$-$t$交叉量为广义分布振幅（GDAs）。此处，$s$和$t$为曼德尔斯坦变量。GDAs可在KEKB上的双光子过程（$\gamma^* \gamma\to h \bar h$）中研究。GDA描述了从夸克-反夸克到强子对$h \bar h$的振幅。2016年，Belle合作组报道了电子-正电子碰撞中π介子对产生的测量，并通过分析Belle数据确定了π介子GDAs。在我们的分析中，π介子GDAs由少量参数表示，这些参数通过分析Belle数据确定。由所得GDAs，计算了π介子在时间型区域的能量-动量张量形状因子，即所谓引力形状因子。空间型引力形状因子由时间型者经色散关系算出。进而，利用空间型形状因子算出π介子的质量半径为0.32-0.39 fm，由形状因子$\Theta_1$的斜率定义的力学半径为0.82-0.88 fm。这是基于实际实验测量对强子引力形状因子与半径的首次研究。2019年，Belle II合作组将利用更高亮度的Super KEKB开始收集数据，因此其他强子的GDAs在不久的将来也应被研究。我们的研究对理解强子的3D结构与引力性质颇具价值。