運用大動量有效理論以第一性原理計算部分子分布函數

In 2013, Prof. Xiangdong Ji proposed Large Momentum Effective Theory (LaMET) to tackle a fundamental problem which remains unsolved for decades: Calculate the Parton Distribution Function (PDF) from the first principle. Since the birth of QCD, PDFs can only be extracted by experiments. It is an important physical quantity for studying the internal structure of the nucleus as well as an indispensable input for the high energy experiments. Through the large momentum effective theory, PDFs can be calculated from the first principle using lattice field theory. This allows us to not only verify the extracted PDFs from experiments, but also access the parameter space which is extremely difficult to measure in experiments. The theory is one of the most cutting-edge research in the field of nuclear physics.

大動量有效理論(Large Momentum Effective Theory, LaMET)由季向東教授於2013年提出，解決了高懸數十年的問題：從第一性原理計算部分子分布函數。過去長久以來部分子分布函數(Parton Distribution Function)只能由實驗進行抽取。部分子分布函數為研究核子內部結構非常重要的物理量，對於各類高能實驗及模擬都是不可或缺的輸入之一。通過大動量有效理論，部分子分布函數可以經由格點場論進行第一性原理計算，不只能和實驗互相驗證，更能彌補實驗上極難測量的參數區域。此理論為目前量子色動力學及核物理領域最前沿的研究方向之一。

大动量有效理论的突破解决了从理论上计算部分子分布函数的问题，相关研究工作将有 助于对QCD非微扰区域动力学机制的深入理解。如果能够成功实现足够精确的格点计算 ，那么对于高能对撞机唯象学也有重要的实用价值。该项目的进展主要集中在以下几个方面：.1. 参与组建LPC合作组，首次使用国内资源获得了部分子分布函数的第一性原理结果.2. 参与提出计算横动量依赖部分子分布函数和相应软函数的计算方案，并参与到软函数的格点量子色动力学计算，实现了世界上首个非微扰模拟结果。.3. 参与撰写大动量有效理论的综述论文。.受本项目资助，项目负责人共发表4篇学术论文，目前均被引用50次以上，其中大动量有效理论综述论文已经被引用150次以上。