Récemment, la salle des structures nucléaires du Centre de la matière quarkique de l'Institut de physique moderne a réalisé des progrès significatifs dans l'étude expérimentale des fonctions de fragmentation et de l'hadronisation. Cette recherche a utilisé les données de balayage énergétique du spectromètre de Pékin (BESIII) pour mesurer précisément les sections différentielles de production unique des mésons pion et kaon chargés, atteignant une précision de 1 % à 2 %. Ces données expérimentales clés permettent de résoudre les défis de recherche liés à la nature non perturbative des basses énergies dans la chromodynamique quantique.

La chromodynamique quantique (QCD) du modèle standard est la théorie décrivant les interactions fortes entre particules (quarks et gluons), avec son plus grand défi résidant dans la nature non perturbative des basses énergies. En raison de l'effet de confinement des couleurs, les particules chargées de couleur ne peuvent pas être observées directement en expérimentation, seules les hadrons neutres en couleur sont détectables. Les fonctions de fragmentation décrivent le processus d'hadronisation des particules, et leur étude est un moyen important pour comprendre les mécanismes de production des hadrons. La production d'hadrons uniques dans les collisions électron-positron est considérée comme l'un des processus les plus efficaces pour étudier les fonctions de fragmentation. Actuellement, les données expérimentales de collisions électron-positron de haute précision disponibles pour l'étude des fonctions de fragmentation à des énergies de centre de masse inférieures à 10 GeV sont extrêmement limitées.

Face à ce défi, l'équipe a utilisé les données de balayage énergétique du spectromètre de Pékin (BESIII) pour mesurer précisément les sections différentielles de production unique des mésons pion et kaon chargés, avec une précision maximale de 1 % à 2 %. En combinaison avec l'analyse globale des données du groupe de collaboration NPC (Non-perturbative Physics Collaboration), ces nouveaux résultats de mesure sont cohérents avec l'analyse théorique de la chromodynamique quantique (QCD) à une précision d'ordre suivant-suivant (NNLO), particulièrement dans la région des hadrons à grand moment. Ces résultats expérimentaux fournissent un soutien solide pour tester la validité du théorème de factorisation de la QCD dans la région des basses énergies et la symétrie d'isospin dans le processus de fragmentation des particules, jouant un rôle important dans la compréhension approfondie de la dynamique des interactions fortes.