核子（包括质子和中子）是构成世界的基本物质，其内部结构非常复杂。研究核子的夸克、胶子构成，对于理解强相互作用基本规律和物质深层次结构都具有重要意义；这也是未来大科学装置——中国极化电子离子对撞机（EicC）和美国极化电子离子对撞机（EIC）的重要物理目标之一。理论上，夸克和胶子之间的强相互作用由量子色动力学（quantum chromodynamics, QCD）描述。QCD在低能区的非微扰特性给核子结构的理论研究造成了极大的困难，然而格点量子色动力学（格点QCD）有望从第一性原理出发，解决其中的核心问题。

在核子丰富的结构信息中，横向动量依赖软函数被用来描述与横向动量分布相关的软胶子效应；这一物理量的确定，可以为预言Drell-Yan过程和半单举深度非弹性散射实验提供重要的理论输入。北京大学物理学院理论物理研究所、核物理与核技术国家重点实验室冯旭研究员、刘川教授领导的格点研究团队和欧洲Twisted-Mass格点合作组（ETMC）利用上海交通大学季向东教授等提出的计算方案，对软函数进行了系统的格点QCD模拟。北大团队在研究中发现，在现有格点能够模拟的参数条件下，软函数的提取会受到很强的高扭度效应干扰，计算结果甚至有可能会改变符号；为此，基于此前格点QCD合作组（LpC）张其安博士等人的计算结果，发展了新的计算方案和重整化方案，有效降低了高扭度效应的影响，为后续更精确的计算奠定了基础。

通过格点QCD计算得到的核子横向动量依赖软函数

2022年2月8日，相关研究工作以“Lattice QCD Study of transverse-momentum dependent soft function（横向动量依赖软函数的格点QCD研究）”为题，在线发表于physical Review Letters（《物理评论快报》）；北京大学物理学院博士研究生李媛、夏世城为论文的共同第一作者。

上述研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划及量子物质科学协同创新中心、北京大学高能物理研究中心、国家超级计算天津中心等支持。