2025-09-16 16:31


晶格规范理论或晶格QCD(Lattice QCD)是一种计算方法,可帮助科学家预测夸克在低能量下的行为。
夸克是存在于每个原子核内部的粒子。在低能量状态下,夸克受制于一种基本力,即强相互作用力,这种力将夸克束缚在一起,使它们无法被分离。如果一个夸克离其他夸克太远,强相互作用力会自发地从真空中拉出一组粒子:一个夸克来代替那个离群的夸克,以及一个反夸克与之结合,形成一个复合粒子。这种奇异的行为使得科学家很难对孤立的夸克做出准确的预测。
20世纪70年代,物理学家肯尼斯·威尔逊(Kenneth Wilson)在研究晶体结构时产生了一个想法:如果物理学家将夸克重新想象为晶体中的原子会怎样?威尔逊采用了用于晶体的传统网格系统,并为了使其与量子力学相匹配,增加了“虚时间”这一概念,它类似于虚数,作为第四维。然后,他将夸克简化为它们的基本特征,以量子数表示,并将这些量子数放在他的四维网格上。
1974年,他发表了自己的新计算方法,称为格点规范理论,或格点量子色动力学(QCD),这一思想迅速流行开来。
在格点量子色动力学(QCD)中,科学家们决定如何将量子数编码到网格上。借助足够强大的计算机,他们可以利用这一点对现实世界的物理现象进行预测。如今,格点QCD在预测μ介子行为方面发挥着关键作用,在μ介子g-2实验中,μ介子与虚拟夸克相互作用。
