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强相互作用、强子结构与计算物理：探索物质深层次结构

物理

量子色动力学（QCD）是强相互作用的基础理论。它描述了夸克和胶子之间的相互作用。量子色动力学在低能量尺度上是强耦合的，这导致了显著的非微扰物理现象，例如禁闭和手征对称性破缺。量子色动力学的非微扰计算是物理学中最艰巨的挑战之一。它也是回答一些物理学基本问题的关键，例如夸克和胶子是如何结合在一起的，以及核力是如何形成以结合核子的。强子例如质子的非微扰性质也是一些当前和即将进行的高能实验的焦点，例如电子离子对撞机（EIC）和超级陶粲设施（STCF）。对于量子色动力学的全面且易读的介绍，我们推荐以下综述：F. Gross, E. Klempt et. al.，50 years of QCD，Eur. Phys. J. C 83, 1125 (2023)。

我们团队主要研究强耦合量子场论的求解与强子的结构。我们的目标在于了解强子的非微扰结构是如何从夸克和胶子中产生的。为了解决这个具有挑战性的问题，我们采用了理论、现象学和计算相结合的方法。我们最喜欢的方法之一是光锥哈密顿形式。在这种方法中，强子的结构完全由在光前 \(x^+ \equiv ct+z = 0\) 上定义的波函数描述，它还与强子的部分子结构密切相关。我们的最终目标是开发一个直接从量子色动力学哈密顿量出发求解光前波函数的计算框架。有关光锥QCD的综述，请参见上述综述50 years of QCD的第5.3节。

具体研究课题包括：

• 强子谱和强子结构
• 全息量子色动力学
• 基矢光前量子化
• 福克空间依赖重整化
• 能量动量张量和引力形状因子
• 手征对称性破缺

我们的团队

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论文

杂志 (2021至今)

1. Siqi Xu*, Yiping Liu, Chandan Mondal, Jiangshan Lan, Xingbo Zhao, Yang Li, James P. Vary, Towards a first principles light-front Hamiltonian for the nucleon, [arXiv: 2408.11298 [hep-ph]]
2. Tianyang Hu, Xianghui Cao, Siqi Xu, Yang Li*, Xingbo Zhao, James P. Vary, Gravitational form factor D of charmonium from shear stress, [arXiv: 2408.09689 [hep-ph]]
3. Xianghui Cao, Yang Li*, James P. Vary, Dissecting a strongly coupled scalar nucleon, Phys. Rev. D 110, 076025 (2024); [arXiv: 2408.09535 [hep-ph]]
4. Lingdi Meng, Shuo Tang, Zhi Hu*, Guo-Li Wang, Yang Li, Xingbo Zhao, James P. Vary, Electron form factors in Basis Light-front Quantization, [arXiv: 2405.16995 [hep-ph]]
5. Yi Chen, Yang Li, Cédric Lorcé*, Qun Wang, The nucleon axial radius, Phys. Rev. D 110 (2024) 9, L091503; [arXiv: 2405.12943 [hep-ph]]
6. Xianghui Cao, Siqi Xu, Yang Li*, Guangyao Chen, Xingbo Zhao, V.A. Karmanov, James P. Vary, Energy momentum tensor on and off the light cone, JHEP 07 (2024) 095; [arXiv: 2405.06896 [hep-ph]]
7. Yang Li*, Qun Wang, James P. Vary, Hadronic energy-momentum tensor revisited, [arXiv: 2405.06892 [hep-ph]]
8. Yihan Duan, Siqi Xu, Shan Cheng, Xingbo Zhao, Yang Li*, James P. Vary, Flavor asymmetry from the non-perturbative nucleon sea, to appear in Phys. Rev. C; [arXiv: 2404.07755 [hep-ph]]
9. Siqi Xu, Xianghui Cao, Tianyang Hu, Yang Li*, Xingbo Zhao, James P. Vary, Stress out of charmonia, Phys.Rev.D 109 (2024) 11, 114024; [arXiv: 2404.06259 [hep-ph]]
10. Yang Li*, James Vary, Stress inside the pion in holographic light-front QCD, Phys. Rev. D 109, L051501 (2024); [arXiv:2312.02543 [hep-th]]
11. Zhiguo Wang, Meijian Li*, Yang Li, James P. Vary, Shedding light on charmonium, Phys. Rev. D 109, L031902 (2024); [arXiv:2312.02604 [hep-ph]]
12. Siqi Xu*, Chandan Mondal, Xingbo Zhao, Yang Li and James P. Vary, Quark and gluon spin and orbital angular momentum in the proton, Phys. Rev. D 108, 094002 (2023)
13. Xianghui Cao, Yang Li*, James Vary, Forces inside a strongly-coupled scalar nucleon, Phys. Rev. D 108, 056026 (2023); [arXiv: 2308.06812 [hep-ph]]
14. Siqi Xu*, Chandan Mondal, Xingbo Zhao, Yang Li, James P. Vary, Nucleon spin decomposition with one dynamical gluon, [arXiv: 2209.08584 [hep-ph]]
15. Yang Li*, Wen-bo Dong, Yi-liang Yin, Qun Wang, James P. Vary, Minkowski's lost legacy and hadron electromagnetism, Phys. Lett. B 838 (2023) 137676; [arXiv: 2206.12903 [hep-ph]]
16. Yang Li*, P. Maris, and J.P. Vary, Chiral sum rule on the light front, Phys. Lett. B 836 (2023) 137598; [arXiv: 2203.14447 [hep-th]]
17. Yang Li*, and J.P. Vary, Longitudinal dynamics for mesons on the light cone, Phys. Rev. D 105, 114006 (2022); [arXiv: 2202.05581 [hep-ph]]
18. Yang Li, Meijian Li*, and J.P. Vary, Two-photon transitions of charmonia on the light front, Phys. Rev. D 105 (2022) 7, L071901; [arXiv: 2111.14178 [hep-ph]]
19. Meijian Li, Yang Li*, Guangyao Chen, T. Lappi, and J.P. Vary, Light-front wavefunctions of mesons by design, Eur. Phys. J. C 82 (2022) 11; [arXiv: 2111.07087 [hep-ph]]
20. Siqi Xu* et al. (BLFQ Collaboration), Nucleon structure from basis light-front quantization, Phys. Rev. D 104 (2021) 9, 094036; [arXiv: 2108.03909 [hep-ph]]
21. Yang Li*, and J.P. Vary, Light-front holography with chiral symmetry breaking, Phys. Lett. B 825 (2022) 136860; [arXiv:2103.09993 [hep-ph]]

* 通讯作者

章节

1. James P. Vary, Yang Li, Chandan Mondal and Xingbo Zhao, Light-front quantization, in 50 Years of Quantum Chromodynamics, F. Gross and E. Klempt Eds., Eur. Phys. J. C 83, 1125 (2023)

报告

会议报告

• 段奕含, Flavor asymmetry from the non-perturbative nucleon sea. Light Cone 2024, 2024年11月26日，中科院近代物理研究所惠州分部。
• 曹向辉, Gravitational form factors on the light-front. Light Cone 2024, 2024年11月26日，中科院近代物理研究所惠州分部。
• 胡天洋, Gravitational form factors of charmonium on the light front. Light Cone 2024, 2024年11月26日，中科院近代物理研究所惠州分部。
• 张闻宇, Covariant analysis of electromagnetic current on the light cone: exposition with scalar Yukawa theory. Light Cone 2024, 2024年11月26日，中科院近代物理研究所惠州分部。
• 李阳, Solving strongly coupled quantum field theories as a quantum many-body problem: towards ab initio hadron physics with basis light-front quantization. 非微扰方法及其在高能物理中的应用专题研讨会, 2024年10月25-27日, 中国科学技术大学，邀请报告。
• 李阳, 哈密顿量方法求解与剖析3+1维强耦合量子场论. “杨米尔斯规范场的质量间隔假设”青年团队项目推进会, 2024年10月26日, 中科院理论物理研究所。
• 李阳, Fantastic wave functions and where to find them. 第四届强子结构小型研讨会, 2024年10月24日, 湖南大学，邀请报告。
• 段奕含, Flavor asymmetry from the non-perturbative nucleon sea. 第9届手征有效理论研讨会, 2024年10月18-23日，湖南大学。
• 李阳, Quantum stress within hadrons: gravitational form factors of strongly coupled systems. 第12届强子物理及前景国际研讨会, 2024年8月4-9日，大连理工大学。
• 李阳, Quantum stress within hadrons. ILCAC Seminars, 2024年5月15日, Zoom，邀请报告.
• 曹向辉, Quantum Stress on the Light Front. 2023年国际光锥物理大会 (Light Cone 2023), 2023年9月15日，巴西里约热内卢。
• 李阳, 光锥哈密顿量方法研究强子结构. 第六届强子谱和强子结构会议, 2023年8月30日，中国科学院大学。
• 李阳, What can we learn from hydro for hadron. The 7th International Conference on Chirality, Vorticity and Magnetic Field in Heavy Ion Collision (Chirality 2023), 2023年7月15-19日，中国科学院大学。
• 李阳, Big problems, Big computers and a Big man: Towards ab initio hadron physics with basis light-front quantization. Nuclear Theory in the Supercomputing Era (NTSE 2023) & Celebration of 80th Jubilee of James Vary, 2023年6月5日，中科院近代物理研究所，邀请报告。
• 李阳, Confinement, chiral symmetry breaking and holography: from semiclassical approximation to ab initio light-front QCD. Hamiltonian Field Theory for Hadron Physics and QCD, 2023年5月15-18日，西班牙格莱纳达大学，邀请报告。
• 李阳, Hadron spectroscopy and structures from light-front QCD. Impromptu INP Workshop on QCD and Hadron Structure, 2023年5月11日-12日，南京大学，邀请报告。
• 李阳, Hadron spectroscopy and structures from light-front QCD. R-value and QCD, 2022年3月30-4月2日，中山大学珠海分校，邀请报告。
• 李阳, Confinement, chiral symmetry breaking and holography: the 3D image of the pion . 强子物理在线论坛(Hadron Physics Online Forum), 2022年9月30日，腾讯会议，邀请报告。
• 李阳, Confinement, chiral symmetry breaking, holography and the 3D image of the pion . Light Cone 2022 Online: Physics of Hadrons on the Light Front, September 19-24, 2022, ZOOM. Invited Talk.
• 李阳, Two-photon transitions of charmonia on the light front . 13th International Workshop on e+e- collisions from Phi to Psi, August 15-19, 2022, Fudan University, Shanghai & Zoom.
• 李阳, Confinement, chiral symmetry breaking, holography and the 3D image of the pion . ECT* Workshop on Gauge topology, flux tubes and holographic models, May 24, 2022, Villazzano, Italy & Zoom.
• 李阳, Light front chiral sum rule and the implication to the pion structure . Perceiving the Emergence of Hadron Mass through AMBER@CERN, May 13, 2022, Zoom.
• 李枚键, Two-photon transitions of charmonia on the light front . DIS XXIX: International Workshop on Deep-Inelastic Scatteringand Related Subjects, May 4, 2022, Santiago de Compostela, Spain.
• 李阳, Light-front holography with chiral symmetry breaking: From semiclassical first approximation to ab initio light-front QCD. ILCAC Wednesday Seminars, February 16, 2022, Zoom. Invited Talk.
• 李阳, Two-photon transitions of charmonia on the light front. Light Cone 2021, December 1, 2021, Jeju Island, S. Korea.
• 李阳, Light front holography with chiral symmetry breaking: a quest for a semiclassical approximation to QCD. 轻味矢量介子理论与实验联合研讨会. July 19-23, 2021, Xining, Qinghai. Invited Talk.
• 李阳, Basis Light-Front Quantization Approach to meson spectrum and structures. ILCAC Wednesday Seminars. March 3, 2021 (online). Invited Talk.

讲座

• Quantum stress within hadrons: gravitational form factors of strongly coupled systems. Seminar in Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, September 19, 2024, Nanjing.
• 光锥上的量子色动力学：从一级近似到第一性原理的计算. Seminar in Yantai University, August 26, 2024, Yantai.
• Yang Li, Towards ab initio hadronic physics with basis light-front quantization. Seminar in North China Electric Power University, March 12, 2024, Beijing & Tencent Meeting.
• Yang Li, Pion gravitational form factor \(D_\pi(Q^2)\) from holographic LFQCD. IGFAE seminar, February 21, 2024, Zoom & IGFAE, Universidade de Santiago de Compostela, Spain.
• Yang Li, Pion gravitational form factor \(D_\pi(Q^2)\) from holographic light-front QCD. XXXIV Holographic QCD seminar, January 6, 2024, Tencent Meeting & Chinese Academy of Sciences, Beijing.
• Yang Li, Quantum stress within hadrons. 201st High-energy Nuclear Physics in China seminar (HENPIC seminar), January 4, 2024, Zoom & Central China Normal University, Wuhan.
• Zhiguo Wang, E1 radiative transitions of charmonium on the light front. LFQCD Seminar, December 06, 2023, Tencent Meeting.
• Yihan Duan, Non-perturbative contributions to the nucleon sea. LFQCD Seminar, November 01, 2023, Tencent Meeting.
• Xianghui Cao, Quantum Stress on the Light Front. LFQCD Seminar, September 06, 2023, Tencent Meeting.
• Yang Li, Hadron spectroscopy and structures from light-front QCD: from semiclassical approximation to ab initio calculation . Peng Huanwu Center for Fundamental Theory Seminar, May 25, 2023, University of Science and Technology of China. Invited Talk.
• Yang Li, 光锥上的量子色动力学：从一级近似到第一性原理的计算 . “科学之光”学术论坛, May 9, 2023, Anhui University. Invited Talk.
• Yang Li, Hadron structure in 3D. Nuclear Theory Seminar, Sept. 1, 2022, Iowa State University. Invited Talk.
• Yang Li, The Janus meson on the light front: The 3D image of the pion. Nuclear Theory Seminar, April 30, 2022, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing. Invited Talk.
• Yang Li, Light-front holography with longitudinal dynamics: Semiclassical first approximation for ab initio calculations. NTC Seminar, February 24, 2022, Stony Brook University, U.S. Invited Talk.
• Yang Li, Light front holography with chiral symmetry breaking: from semiclassical approximation to ab initio QCD. Particle and Nuclear Physics Seminar, June 4, 2021, University of Science and Technology of China, Hefei.

活动

• 组会: 每周三上午09:30，物质科研楼C1204.
• ILCAC seminar. ILCAC研讨会是一系列专注于强相互作用粒子物理及相关问题的研讨会。它每月的第三个星期三在格林尼治标准时间13:30（北京时间21:30）举行。
• LFQCD seminar. LFQCD研讨会是一个每月一次的讲座系列，为学生和博士后提供一个展示其最新工作并交流关于QCD非微扰方面，特别是光前QCD和强子结构的想法的平台。它在每月的第一个星期三北京时间21:00（格林尼治标准时间13:00）举行。
• 中国科大粒子与核物理学术讲座.
• 中国科大粒子与核物理见微沙龙.