在理論物理研究領(lǐng)域，一項(xiàng)關(guān)于膠子散射振幅的新成果引發(fā)關(guān)注。由普林斯頓高等研究院、哈佛大學(xué)、劍橋大學(xué)、范德堡大學(xué)以及相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)的研究者共同完成的一篇預(yù)印本論文，已在學(xué)術(shù)平臺(tái)對(duì)外公布，并計(jì)劃向期刊投稿。該研究聚焦于膠子這一傳遞夸克之間強(qiáng)相互作用的關(guān)鍵粒子，圍繞其相關(guān)的散射振幅展開(kāi)深入探索。

散射振幅在粒子物理中扮演著重要角色，它是計(jì)算粒子以特定方式發(fā)生相互作用概率的核心要素。在膠子體系中，許多樹(shù)級(jí)振幅呈現(xiàn)出令人意想不到的簡(jiǎn)潔形式，這種簡(jiǎn)化現(xiàn)象在過(guò)去多次為揭示量子場(chǎng)論中更深層次的結(jié)構(gòu)提供了線索。量子場(chǎng)論作為統(tǒng)一狹義相對(duì)論和量子力學(xué)的物理學(xué)描述框架，一直是物理學(xué)家們研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。

此次研究聚焦于一個(gè)長(zhǎng)期被認(rèn)為“不存在”的特殊情形。當(dāng)有n個(gè)膠子，其中僅有1個(gè)為負(fù)螺旋度，其余n - 1個(gè)膠子均為正螺旋度時(shí)，按照教科書標(biāo)準(zhǔn)論證，其對(duì)應(yīng)的樹(shù)級(jí)振幅必然為零。這里的螺旋度指的是無(wú)質(zhì)量粒子兩種可能自旋取向之一。然而，研究者發(fā)現(xiàn)這一結(jié)論存在局限性。標(biāo)準(zhǔn)論證基于粒子動(dòng)量普遍存在的假設(shè)，即粒子方向和能量沒(méi)有處于特殊排列或?qū)R狀態(tài)。

經(jīng)過(guò)深入研究，研究者確定了動(dòng)量空間中一個(gè)特定且精確定義的區(qū)域，將其命名為“半共線區(qū)域”。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，膠子動(dòng)量滿足一種不常見(jiàn)但數(shù)學(xué)上嚴(yán)格定義且自洽的排列或?qū)R條件，此前基于標(biāo)準(zhǔn)論證得出的振幅為零的結(jié)論不再適用。研究結(jié)果顯示，在這一特定區(qū)域中，相關(guān)振幅并不為零，并且研究團(tuán)隊(duì)在一個(gè)特定動(dòng)力學(xué)條件下對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算。

值得一提的是，在這項(xiàng)研究中，人工智能發(fā)揮了重要作用。論文最終給出的核心公式最初由GPT - 5.2 Pro提出猜想。人類研究者首先手工計(jì)算了若干整數(shù)n的情形，最高計(jì)算到n = 6，得到了一組極為復(fù)雜的表達(dá)式，這些表達(dá)式對(duì)應(yīng)費(fèi)曼圖展開(kāi)，其復(fù)雜度隨n增長(zhǎng)呈“超指數(shù)級(jí)”上升。隨后，GPT - 5.2 Pro對(duì)這些復(fù)雜表達(dá)式進(jìn)行了大幅化簡(jiǎn)，給出了更為簡(jiǎn)潔的形式?；谶@些基礎(chǔ)案例，GPT - 5.2 Pro進(jìn)一步識(shí)別出模式，提出了一個(gè)對(duì)所有n都成立的通用公式。

OpenAI內(nèi)部的一個(gè)“帶腳手架”的GPT - 5.2版本僅用約12小時(shí)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行推理，就得出了相同的公式，并生成了形式化證明。該公式隨后經(jīng)過(guò)解析驗(yàn)證，確認(rèn)其滿足Berends–Giele遞歸關(guān)系，這是從較小構(gòu)件逐步構(gòu)造多粒子樹(shù)級(jí)振幅的標(biāo)準(zhǔn)方法。同時(shí)，該結(jié)果也通過(guò)了軟定理的檢驗(yàn)，即當(dāng)某個(gè)粒子動(dòng)量趨于“軟”極限時(shí)，振幅應(yīng)滿足的約束條件。

目前，在GPT - 5.2的協(xié)助下，這些振幅結(jié)果已經(jīng)從膠子推廣到引力子，更多泛化結(jié)果也正在推進(jìn)中，后續(xù)將另行報(bào)告。