北航新闻网4月22日电（通讯员 王琳）近日，北京航空航天大学物理学院耿立升教授领衔，联合兰州大学刘明珠青年研究员团队，在《物理评论快报》（Physical Review Letters，简称 PRL）发表研究成果。团队首次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。北航物理学院潘亚文博士后为论文第一作者，耿立升教授、兰州大学刘明珠青年研究员为共同通讯作者。论文原文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/vl2y-8xdn

强相互作用是自然界四大基本相互作用之一，是把质子、中子牢牢束缚在原子核内的 “粘合剂”，也是构成世间可见物质的核心基础，量子色动力学正是描述这一作用力的基本理论。而三体力，是强相互作用在三个粒子构成的系统中才会显现的特殊效应，是核物理领域破解强相互作用本质的核心研究对象。早在上世纪 50 年代，日本物理学家藤田、宫崎就提出了两 π 交换三体力模型。数十年间，学界已通过 Argonne v18、Bonn 势、手征有效场论等模型，实现了对两个核子间作用力（两体力）的高精度描述，但三体力的研究始终卡在关键瓶颈上 —— 在传统轻核体系中，三体力对结合能的贡献仅约 5%，如同在两体力主导的 “喧闹主信号” 里，三体力的微弱效应就像背景中极难分辨的低语，无法与主信号清晰剥离，这也让它的理论刻画与实验探测成为困扰学界多年的难题。

针对这一难题，研究团队取得了关键理论突破。团队首次发现，传统用于研究的三核子系统没有明确的电荷宇称量子数，而三介子系统可以构建出具有确定电荷宇称（C 宇称）的 “纯净体系”。以量子数的系统为例，该体系内两个互为电荷共轭的组态之间的相互转化，只能通过三体力实现—— 这相当于给三体力搭建了一个完全屏蔽外界干扰的 “专属观测场”，彻底隔绝了两体力的 “信号噪音”，让三体力的效应可以被精准捕捉，从理论上实现了三体力与两体力的完全解耦。

图1 部分的两体强子分子态候选者预言的三体强子分子态

为验证这一方案的可行性，团队基于无 π 有效场论框架，将两体、三体相互作用参数化为接触势形式，结合高斯展开法完成了系统的高精度计算。结果显示，三体力的强度对该体系三体分子态的形成起决定性作用，其在体系总势能中的贡献占比可达约 20%，远超传统核体系中约 5% 的典型值，充分证实了该体系是研究三体力的更优平台。这一作用机制与手征有效场论中三核子力的接触项贡献同源，为三体力研究提供了全新、更直接的实现路径。同时，团队还明确了质量测量、动量关联函数线形、不变质量分布等多维度实验观测方向，可为三体力的物理性质提供独立约束，为 LHCb、Belle II 等国际顶尖加速器实验提供了明确的理论预言与观测靶标，为推动三体力的实验探测突破奠定了核心理论基础。

本次成果是耿立升教授团队在三强子系统研究领域的又一重要系统性进展。团队长期深耕奇特强子态与强相互作用多体系统理论研究，2018 年在国际上率先提出通过三强子系统揭示奇特强子态内部结构的研究范式，并围绕该方向开展了持续、系统的原创性研究，如图1所示。多年来，团队的系列成果获得国际学界高度认可：先后应邀在《Science Bulletin》《Physics Reports》等国际权威期刊撰写领域综述，系统梳理并引领领域发展方向；2025 年已在 PRL 发文，预言了具有特殊量子数（自旋 J=0、宇称 P=-1、电荷共轭宇称 C=-1）的系统，有效解决了该类粒子态实验探测难度大的问题。

相关链接：

2022年在Sci.Bull发表的文章：Multi-hadron molecules: status and prospect - ScienceDirect

2024年受邀在Phys.Rept发表的综述文章:Three ways to decipher the nature of exotic hadrons: Multiplets, three-body hadronic molecules, and correlation functions - ScienceDirect

2025年发表在PRL的文章：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/3gbb-ms8c

（审核：王菲）

编辑：贾爱平