日前，物理学院马永亮教授与波兰克拉科夫大学的Maciej A. Nowak教授，法国原子能机构的Mannque Rho教授以及纽约州立大学石溪分校的Ismail Zahed教授合作在核物理研究中取得进展。相关成果以“Baryon as a quantum Hall droplet and the quark-hadron duality”为题，于2019年10月22日在线发表于Physical Review Letters杂志上。
环绕着量子霍尔液滴的1+2维手征口袋。手征口袋是被周期为2π的单值函数掩盖的宽度为2R的圆环域。在半径为零的极限下，手征袋子约化成携带单位重子数的涡旋线。
如何理解与中子星相关的致密核物质的性质以及可能存在的新物态是核物理研究的热点，尤其是在新的引力波天文学时代。相关研究可以为我们揭开核力的基本性质，QCD中的一些对称性破缺机制以及自然界的质量起源等物理学中重要而基本的问题。
近期人们发现在只考虑一个夸克的情况下，重子可以被描述为量子霍尔液滴（quantum Hall droplet）。本文提出这些重子实际上是手征口袋：夸克囚禁在可以渗漏重子数的1+2维畴壁（domain wall）补丁中并且外面环绕着类似于量子霍尔液滴的拓扑云。这一构造阐释了一种新的袋模型与任意夸克数的孤子之间的关系并揭示了拓扑场论与夸克-强子连续性（quark-hadron continuity）的关系。这一量子霍尔效应与QCD中重子的相互作用和最近提出的量子磁性与QCD禁闭的关系相一致，表明了粒子物理中的概念与强耦合凝聚态物理的深刻关系，对理解与致密星物理非常有用。
本文受到了国家自然基金的资助面上项目，以及基金委理论物理专款的支持。
文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.172301
