所属学科：粒子物理与原子核物理-高能粒子物理实验与理论唯像

研究方向：质子结构

探索物质最基本组成结构是粒子物理学科以及自然科学最根本的目标之一。其中，对质子结构进行研究是最具代表性的。目前认为质子是由两个u夸克和一个d夸克组成的( p=uud )，其研究现状具有两个特点：

1) 一方面，基于强相互作用(QCD)+夸克模型的基本理论体系很好地描述了质子结构和整体性质。因此，质子结构研究已经形成了良好的科学工具，并非是一片混沌毫无章法的“瞎蒙乱撞”；另一方面，目前存在一系列完全无法解释的重大物理问题：质子质量远大于u+u+d质量、质子内可以观测到除了u、d以外的任何种类夸克、质子内产生的各种夸克的含量具有完全无法解释的相对关系(例如轻夸克u、d、s含量不一致、重夸克相对于轻夸克非微扰)，等等。这使得质子结构研究具有极广阔的研究空间。

2) 质子结构既可以进行理论上的高精度计算，也可以进行实验上的高精度测量，是非常珍贵的能够直接进行理论和实验比对的结合点。这意味着理论上的各种预言都能通过实验进行检验，而实验上的各种观测都在理论中具有直接对应。因此，研究质子结构不仅是探索物质基本结构的最前沿，也是全面研究QCD的重要方式。

综上所述，质子结构研究是一个既有可做之事、又有可做之法的理想学术方向。其研究很可能产生物理学的根本变革。

过去几十年中，人们利用散射、打靶、对撞等实验手段，对质子内夸克分布的“叠加性质”进行了很好的观测。但是，对于质子内夸克分布的相对差异性质，其研究还相对空白。而当前质子结构研究领域的重大物理问题，很大一部分在本质上是夸克分布的“差异性质”问题。杨思奇博士提出，利用高能强子对撞时产生的各种不对称性(asymmetry)能够系统性研究质子内各种夸克的相对差异。并且在过去几年中，已经形成了一个从理论方法到实验测量，再到质子结构最终整体分析的完整研究方向，是目前质子结构研究领域的重要内容。

相关学术合作：欧洲核子中心(CERN)大型强子对撞机LHC、美国费米国实验室质子-反质子对撞机Tevatron、国际质子结构研究组织CTEQ-TEA