物理学院冯旭、刘川研究团队在核子结构的格点量子色动力学研究中取得新进展

2022-02-16 08:47:30 来源：今日健康网作者：分享：

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　　核子（包括质子和中子）是构成世界的基本物质，其内部结构非常复杂。研究团队用格点量子色动力学研究了核子内部与横向动量分布相关的软胶子效应，相关工作在线发表于Physical Review Letters。

核子（包括质子和中子）是构成世界的基本物质，其内部结构非常复杂。研究核子的夸克、胶子构成，对于理解强相互作用基本规律和物质深层次结构都具有重要意义；这也是未来大科学装置——中国极化电子离子对撞机（EicC）和美国极化电子离子对撞机（EIC）的重要物理目标之一。理论上，夸克和胶子之间的强相互作用由量子色动力学（quantum chromodynamics, QCD）描述。QCD在低能区的非微扰特性给核子结构的理论研究造成了极大的困难，然而格点量子色动力学（格点QCD）有望从第一性原理出发，解决其中的核心问题。

在核子丰富的结构信息中，横向动量依赖软函数被用来描述与横向动量分布相关的软胶子效应；这一物理量的确定，可以为预言Drell-Yan过程和半单举深度非弹性散射实验提供重要的理论输入。北京大学物理学院理论物理研究所、核物理与核技术国家重点实验室冯旭研究员、刘川教授领导的格点研究团队和欧洲Twisted-Mass格点合作组（ETMC）利用上海交通大学季向东教授等提出的计算方案，对软函数进行了系统的格点QCD模拟。北大团队在研究中发现，在现有格点能够模拟的参数条件下，软函数的提取会受到很强的高扭度效应干扰，计算结果甚至有可能会改变符号；为此，基于此前格点QCD合作组（LPC）张其安博士等人的计算结果，发展了新的计算方案和重整化方案，有效降低了高扭度效应的影响，为后续更精确的计算奠定了基础。

通过格点QCD计算得到的核子横向动量依赖软函数

2022年2月8日，相关研究工作以“Lattice QCD Study of transverse-momentum dependent soft function（横向动量依赖软函数的格点QCD研究）”为题，在线发表于Physical Review Letters（《物理评论快报》）；北京大学物理学院博士研究生李媛、夏世城为论文的共同第一作者。

上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划及量子物质科学协同创新中心、北京大学高能物理研究中心、国家超级计算天津中心等支持。