近日，北京大学刘川课题组、中国科学院近代物理研究所刘柳明课题组和郑州大学孟雨团队在Dπ散射方面取得重要进展，相关成果以“Pion mass dependence in Dπ scattering and the D0*(2300) resonance from lattice QCD”为题目发表在国际知名物理期刊《Physical Review D》上。北京大学物理学院2021级博士生燕浩波为该论文第一作者，郑州大学孟雨为共同通讯作者。 该工作的计算部分，得到国家超级计算郑州中心“嵩山”超级计算机的大力支持。

二十多年前，标量共振态D0*(2300)被实验所发现，随即吸引了理论方面的广泛关注。该粒子在Dπ阈值附近，与Dπ具有很强的耦合，可以通过Dπ散射过程来提取该共振态信息。有理论指出，在Dπ道附近存在双极点结构。为检验该论断，需要研究在不同的π质量下该共振态的演化情况。由于真实世界中的π质量是固定的，实验无法给出严格检验，利用格点QCD研究不同π质量下D0*(2300)位置的演化就具有十分重要的意义。另一方面，Dπ散射的研究也能为更加复杂的三体系统—DDπ提供必要的理论支持，该三体系统与最近LHCb所发现的双粲奇特四夸克态Tcc(3875)紧密相关。

该工作利用中国格点合作组(China Lattice QCD, CLQCD)最近产生的一系列组态，结合格点量子色动力学的Lüscher有限体积方法，系统研究了一系列不同π质量下的Dπ散射问题，并首次直接在物理π质量下开展了了相关计算。研究结果表明，当π质量很重的时候D0*(2300)是一个束缚态，随着π质量变轻，其先演化为虚态，随后变为共振态。当π质量趋近于物理质量时，D0*(2300)的极点位置趋近于实验结果。本研究首次刻画出了D0*(2300)随π质量的依赖情况，显示出了复杂的演化行为。

图：D0*(2300)的质量和宽度可以用该粒子在复能量平面的极点来标记。红色圆点表示本工作中四个不同π质量下的极点位置，黄色圆点为其他格点计算结果，蓝色方框为实验结果。本工作系统研究了π质量分别在317MeV、305MeV、208MeV和 133MeV下D0*(2300)极点位置变化情况，结果表明随着π质量趋近物理值，格点计算结果逐步趋向实验结果。

该工作中的数值计算，部分在国家超级计算郑州中心的“嵩山”超级计算机完成。依托郑州超算中心国产高性能CPU和DCU以及存储资源，使得格点量子色动力学团队能够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。未来，郑州超算中心将继续在高性能计算领域为科研团队提供强大的算力支持和服务保障，助力团队继续取得更多的科研成果。该工作获得了国家基金委重大项目“基于国产超算的格点量子色动力学关键科学问题研究”等基金的资助。

论文链接：

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.111.014503