近日，我院粒子物理与原子核物理所孟雨研究员在粲偶素双光子衰变的格点量子色动力学研究中取得重要进展，相关成果以题为“First-principle calculation of theηc→2c decay width from lattice QCD”的论文发表在中国卓越计划领军期刊《Science Bulletin》上（影响因子：18.9）。郑州大学为第一作者单位，我院孟雨研究员为第一作者，孟雨研究员与北京大学冯旭教授为本文共同通讯作者。

1974年，美国布鲁克海文国家实验室的丁肇中团队发现了由第四代夸克-粲夸克所构成的J/ψ粒子，这一发现打开了人类认识微观世界的大门，为当今粒子物理标准模型的建立奠定了重要基础。由正、反粲夸克构成的强相互作用束缚态体系统称为粲偶素，因其量子数不同又可以分为η_c、J/ψ粒子等。其中η_c粒子是由正、反粲夸克构成的最低能量束缚态粒子。根据李-杨定理，该赝标量粒子能够衰变为一对光子。通过研究该辐射衰变过程，能够极大地加深人们对粲偶素强相互作用的了解。然而，近四十年来无论是实验测量还是理论研究都存在诸多困难。不同的理论研究给出的结论迥异，而已有的实验测量精度又非常有限。

随着超级计算机的迅猛发展，近年来大规模格点量子色动力学计算在强相互作用研究中取得了一系列突出成果。我院孟雨研究员和北京大学冯旭、刘川格点量子色动力学团队采用第一性原理计算的格点量子色动力学方法，借助于“天河”超级计算机，采用新的格点计算方案在综合考虑了各种系统误差之后，首次给出了精度为2.6%的理论计算结果。正是由于理论计算精度的大幅提高，研究人员发现了该过程的格点计算结果与PDG数值相差2.9倍标准差，这亟待未来更加精确的实验测量的检验。该工作对于人们深入理解粲偶素的非微扰强相互作用发挥了重要作用。

该工作得到了国家自然科学基金理论物理专项、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。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.07.041