近日，我校核物理与核技术全国重点实验室叶早晨教授课题组联合美国堪萨斯大学研究团队，依托欧洲核子研究中心大型强子对撞机上的CMS国际合作实验，在原子核深层胶子结构研究方面取得重要进展。研究团队利用铅核-铅核超周边碰撞数据，首次观测到相干Υ(1S)介子光致产生过程，并发现其产生截面受到显著的核压低。相关成果以“Observation of Nuclear Suppression in Coherent Υ(1S) Photoproduction off Heavy Nuclei at the LHC”为题，已被国际知名学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）正式接受发表 [Phys. Rev. Lett. 137, 142301 (2026)]。该研究将原子核胶子结构的探测推进到目前光致矢量介子产生实验所能达到的最小横向空间尺度，为探索小x区域核内胶子分布及胶子饱和信号搜寻等高密度QCD效应提供了新的实验依据。

在高能条件下，原子核内部的胶子密度随动量分数x降低而迅速增加。QCD理论预言，当胶子密度达到足够高时，胶子之间的复合与重组等非线性效应将抑制其进一步增长，形成所谓“胶子饱和”态。探索这一极端条件下的胶子行为，是理解高能极限下强相互作用的重要前沿问题，也是美国电子—离子对撞机（EIC）等未来大型实验装置的重要物理目标之一。

近年来，叶早晨教授与合作者依托LHC铅核-铅核超周边碰撞，围绕小x核内胶子结构开展了系列研究，先后主导了相干J/ψ [Phys. Rev. Lett. 131, 262301 (2023)]和非相干J/ψ [ Phys. Rev. Lett. 135, 112301 (2025) ] 光致产生的首次能量依赖性测量，以及首次观测相干ϕ光致产生过程[Phys. Rev. Lett. 135, 262301 (2025)] 等重要测量。不同质量的矢量介子对应于不同的探测尺度，质量越大，能够探测的横向空间分辨率就越小。此次Υ介子的质量远高于ϕ和J/ψ，因此能够以目前最高的能标探测原子核内部的精细胶子结构，为研究最短距离尺度上的核内胶子分布提供新的窗口。

Υ介子的产生率极低，加之其质量区间存在较强的光光相互作用背景，使得该测量极具挑战。研究团队利用CMS实验Run 2铅核—铅核碰撞数据，通过重建双缪子对，并利用相干产生事件横向动量较低的等特征，从大量碰撞事例中提取出稀有的相干Υ介子光致产生信号。结果表明，在忽略核效应的理论基准下，实测产生截面仅约为预期值的四分之一，展现出显著的核压低效应；在x～0.001的区域，核内胶子分布约为自由质子的55%。

这一结果尤其引人关注。Υ介子对应目前相干矢量介子光致产生研究中的最高探测能标，在这一尺度下高密度胶子的非线性效应理论上应相对减弱，但实验仍观测到明显的核压低。更值得注意的是，Υ与此前ϕ介子的测量能标相差近两个数量级，而两者所反映出的核内胶子抑制程度却较为接近。这表明核内胶子结构的尺度演化可能比现有理论预期更加复杂，并为核内胶子分布及高密度QCD效应提供了新的实验约束。

从J/ψ、ϕ矢量介子到此次Υ介子，叶早晨教授与合作者利用不同质量的矢量介子逐步提高探测能标和空间分辨率，形成了系统研究原子核胶子结构的实验路线。此次研究进一步将探测推进至目前相干矢量介子光致产生所能达到的最高能标，为深入理解核内胶子结构的尺度演化及高密度QCD效应提供了新的实验窗口。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/ll3f-l5xv