构成我们世界最基本的粒子包括夸克、轻子和规范玻色子，标准模型是过去几十年中描述基本粒子物理性质最成功的理论。随着国际上高能粒子对撞实验精确的不断提高，精确检验标准模型以及寻找超出标准模型的新物理，已经成为高能物理实验与理论最主要的研究方向。在标准模型中，味改变中性流过程被强烈压低，是寻找新物理信号的理想衰变道。其中B→K*l⁺l^-和B_s→?l⁺l^-过程近年来被Belle和LHCb实验组重点关注，这些衰变道理论预测与实验测量的异常的对应关系引起了广泛关注。为了解决这些异常问题，人们也尝试提出各种新的理论解释，但仍缺乏对K*和?的光锥波函数（LCDA）的可靠了解。


近日，王伟课题组所在的LPC合作组使用格点量子色动力学（QCD）方法，基于大动量有效理论（LaMET）框架，在MILC合作组具有物理夸克质量参数的三个格距的规范组态（最大规模96³x192）上，系统地计算了含有一个轻夸克和一个奇异夸克的矢量介子K*和?的准LCDA，并基于大动量与连续外推与解析计算，得到了对LCDA的第一性原理预言。由于轻夸克与奇异夸克的质量差，横向极化的K*介子的LCDA具有显著的不对称性（左图）；但是类似的不对称性却未在径向极化的K*介子的LCDA中观察到（右图）。该研究是在基于LaMET的格点QCD计算中，目前唯一在具有物理夸克质量参数的多个格距的格子上完成计算、并进行连续外推的结果。研究论文已于近日发表在Phys. Rev. Lett.。


上海交通大学博士后华俊是论文第一作者，共同通讯作者为上海交通大学王伟教授与南京师范大学孙鹏教授。高精度格点QCD的研究的基础是数值算法在超级计算机上的高效实现。对于物理夸克质量的传播子计算，几何多重网格算法能比普通CG算法快十倍以上。中国科学院理论物理所杨一玻副研究员与南京师范大学孙鹏教授等人依托中国科学院战略先导专项子课题XDC01040100，历时一年多将几何多重网格算法的数万行代码移植到中科先导1号上，实现了千万核规模的高效并行。杨一玻副研究员作为LPC合作组发言人对该研究的设计和实施提供了指导,北京师范大学张建辉教授领导了研究所需的解析计算。


该研究的数值计算主要依托中科先导1号完成，软件调试和部分计算在上海交通大学高性能计算中心pi2.0等计算平台上完成。


研究工作受到了国家自然科学基金(重点项目与中德合作)与中科院先导专项及培育项目等支持。


论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.062002