三體散射和三體衰變的研究在粒子物理和核物理領域具有十分重要的意義，這類問題也是該領域非常棘手和困難的問題，特别是當三體之間涉及非微擾的強相互作用時更是如此。這方面典型的例子如ω介子衰變到三個π介子的過程。由于涉及到低能強相互作用，該過程一直缺乏基于格點量子色動力學第一性原理計算的理解。

近日，beat365官方网站理論物理研究所劉川教授課題組與德國波恩大學以及中國科學院近代物理研究所的研究人員對這一問題開展了聯合攻關，取得了重要進展。他們利用中國格點合作組(China Lattice QCD, CLQCD)最近産生的一系列組态，結合格點量子色動力學的三體有限體積理論方法和有效場論方法，系統研究了這一三體衰變，首次給出了與實驗結果兼容的第一性原理計算的解釋。這一重要成果最近以“格點量子色動力學中的ω介子“（ω meson from lattice QCD）為題，發表于《物理評論快報》(Physical Review Letters) 并被選為編輯推薦文章(Editor’s Suggestion)。該工作為後續運用類似方法研究大量存在于強子物理和核物理領域，但仍未獲解釋的其他三體共振态提供了全新的可能。

圖：ω介子的譜性質（質量和半寬度）可以用ω介子在複能量平面上的極點位置标記。該性質是通過考察三個π介子在一個有限體積中的散射來确定的(左上角的兩個包含格點示意圖标，其中的三個圓點代表三個π介子)。藍色的帶子則示意了按照有效場論進行無窮體積和π質量外推到物理點的情況。帶子左上角的兩個藍色橢圓都是在有限體積下計算的極點位置；帶子右下角的兩個橢圓則代表了外推到物理點的位置，實驗結果由綠色的點給出。

beat365官方网站2021級博士生燕浩波為該論文第一作者，劉川為共同通訊作者。該工作獲得了國家基金委重大項目“基于國産超算的格點量子色動力學關鍵科學問題研究”以及中德合作項目“強相互作用量子色動力學對稱性及其物質結構”等基金的資助。

論文原文鍊接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.211906