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格点量子色动力学

2023-04-26

量子色动力学(QCD)被公认为是描述强相互作用的基本理论,它在原子核尺度表现出很强的非微扰特性,给物质深层次结构的研究造成极大困难。格点QCD通过高性能并行计算,从第一性原理出发研究QCD的非微扰性质。传统的格点计算围绕两点和三点函数展开,超出传统计算之外的四点函数研究是格点QCD前沿重点攻关的难题。但四点函数的计算无法简单依靠超算能力的提升来完成,须在物理理论上有所突破。北京大学理论物理研究所格点QCD团队解决了四点函数计算中的有限体积困难、短程发散困难以及计算量显著增长等核心问题,在稀有衰变、CKM物理、无中微子双贝塔衰变、原子光谱等多个重要领域的研究中,取得一系列原创性、突破性进展:1)将四点函数技术用于研究稀有K介子衰变,在国际上首次通过格点计算获得稀有K介子衰变振幅;2)计算光子-W玻色子圈图,解决困扰CKM物理领域四十多年的精确计算难题;3)在国际竞争中率先完成无中微子双贝塔衰变的四点函数计算;4)拓展四点函数的研究到原子光谱学,将光谱学中一系列重要物理量也纳入格点研究的范畴。