歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）的實(shí)驗(yàn)人員正在廣泛觀察頂夸克的情況。隨著大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)亮度的增加重生核物理學(xué)家，實(shí)驗(yàn)人員將更精確地測(cè)量頂夸克的性質(zhì)，這對(duì)于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)模型和探索標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新物理學(xué)非常重要。因此，理論家需要對(duì)強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上頂夸克的產(chǎn)生和衰變過(guò)程做出更準(zhǔn)確的量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）理論預(yù)測(cè)。
對(duì)于產(chǎn)生頂夸克這樣復(fù)雜顏色結(jié)構(gòu)的過(guò)程重生核物理學(xué)家，量子色動(dòng)力學(xué)中橫向動(dòng)量的恢復(fù)一直存在一個(gè)懸而未決的難點(diǎn)，即初始態(tài)和最終態(tài)之間顏色干涉效應(yīng)的處理。李崇生課題組最近發(fā)表在《美國(guó)物理評(píng)論快報(bào)》（ ，110,2013）上，建立了一個(gè)系統(tǒng)框架，用于計(jì)算這種末端帶顏色過(guò)程中橫向動(dòng)量分布的軟膠子恢復(fù)效應(yīng)，并將該方法應(yīng)用于頂夸克對(duì)的生成過(guò)程，給出了文獻(xiàn)中最準(zhǔn)確的橫向動(dòng)量分布的量子色動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)。這些精確的理論預(yù)測(cè)有助于解釋最近在對(duì)撞機(jī)上觀察到的頂夸克對(duì)產(chǎn)生不對(duì)稱的可能起源。同時(shí)，通過(guò)測(cè)量大型強(qiáng)子對(duì)上頂夸克對(duì)的不變質(zhì)量分布，對(duì)未來(lái)發(fā)現(xiàn)新的物理信號(hào)也很重要。此外，上述橫向動(dòng)量求和形式還為計(jì)算頂夸克對(duì)產(chǎn)生的次級(jí)前導(dǎo)階QCD校正提供了一種新的紅外發(fā)散減法方法，這將有助于充分計(jì)算頂夸克對(duì)產(chǎn)生的次級(jí)前導(dǎo)階QCD校正，這是當(dāng)前大型強(qiáng)子對(duì)子實(shí)驗(yàn)中迫切需要的，也是量子色動(dòng)力學(xué)中亟待解決的問(wèn)題。這項(xiàng)工作已被《亞太物理通訊》列為“研究亮點(diǎn)”（ ）工作報(bào)告。在這項(xiàng)研究中，李崇生教授的博士生朱華星（現(xiàn)為斯坦福大學(xué)國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室博士后）、李海濤、邵定宇發(fā)揮了重要作用。
如何計(jì)算QCD亞導(dǎo)聯(lián)階水平上夸克的微分衰減率，是近20年來(lái)一直沒(méi)有解決的問(wèn)題。李崇生教授與美國(guó)大學(xué)博士研究生、現(xiàn)博士后高軍、斯坦福大學(xué)國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室博士后朱華星合作，提出了一種基于QCD軟共線有效理論的相空間紅外發(fā)散消除新方法，從而完整預(yù)測(cè)了QCD亞領(lǐng)先水平頂夸克衰變中包括差分衰減率在內(nèi)的所有觀測(cè)結(jié)果世界上第一次。這項(xiàng)工作已發(fā)表在《美國(guó)物理評(píng)論快報(bào)》（ ，110，，2013）上，并被國(guó)際知名QCD專家、CERN理論系Mitov在最近一次國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的綜述中評(píng)價(jià)為它打開了通往未來(lái)的大門，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)QCD亞領(lǐng)導(dǎo)水平的頂夸克的產(chǎn)生和衰變。在最近在美國(guó)舉行的高能物理會(huì)議（2013）上，由M.在三位粒子物理學(xué)家的聯(lián)合綜述中，引用了上述兩篇著作，其中一頁(yè)專門介紹了李崇生課題組關(guān)于頂夸克微分衰變效應(yīng)的工作。