近日，郑州大学物理学院孟雨研究员与北京大学、中国科学院理论物理研究所、美国布鲁克海文国家实验室以及中国科学院网络信息中心合作在粲偶素半轻衰变格点研究方面取得重要进展，相关成果以“First lattice QCD calculation of J/ψsemileptonic decay containing Dand Ds particles”为题目发表在国际知名物理期刊《Physical Review D》上。该研究成果的数值计算部分得到了国家超级计算郑州中心“嵩山”超级计算机的强大算力支持。
矢量粲偶素粒子的稀有衰变过程为实验寻找超出标准模型的新物理提供了重要的研究方向。中国主导的大科学装置BESIII实验已经积累了世界上数目最多的矢量粲偶素粒子，相关的稀有衰变研究吸引了国际上的广泛关注。但以往的许多理论研究，结果差异很大。这是因为粲偶素是由一个粲夸克和反粲夸克通过强相互作用束缚在一起的，对其基本性质的研究通常需要非微扰的研究手段。
图1. 粲偶素半轻衰变分支比
图2. 粲偶素半轻衰变分宽度分布预言
本研究采用第一性原理的格点量子色动力学方法，首次给出了这些稀有衰变过程的分支比，这为未来实验的精确测量提供了准确的理论预言。本工作中所发展的研究方法，可以广泛应用于包含其他矢量末态的半轻衰变过程，为进一步检验标准模型提供了更多的途径。孟雨研究员近期在粲强子辐射衰变研究中取得了一系列进展，相关成果以郑州大学第一单位发表于Science Bulletin 68,1880(2023)和PRD109,074511(2024)。最新工作PRD110,074510(2024)将研究方法进一步拓展到了粲强子弱衰变领域。
该工作中的数值计算均在国家超级计算郑州中心“嵩山”超级计算机先进计算平台完成。依托“嵩山”超级计算机先进计算平台，孟雨团队在短时间内实现数百万核时的超大规模并行计算，从而为研究工作提供了坚实保障。近两年来，郑州大学格点计算团队已在国家超级计算郑州中心持续稳定运行超2500万核时，取得了一系列科研成果。未来，郑州中心将继续在高性能计算领域为科研创新团队提供全方位的算力支持和服务保障，推动更多领域取得突破性成果，为国家科技创新贡献力量。
该工作得到了国家自然科学基金青年项目、重大项目《基于国产超算的格点量子色动力学关键科学问题研究》等项目的支持。
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