已知的最强基本相互作用由量子色动力学（QCD）描述。QCD是一个一行的方程，但它描述了宇宙中超过98%的可见质量的起源。理解QCD如何实现这一非凡壮举的关键是其跑动耦合αs 的特性。最近，南京大学物理学院Craig D. Roberts教授与合作者以“QCD Running Couplings and Effective Charges”为题发表了一篇综述文章，对科学界目前对αs问题的理解提出了统一的观点。该文详述了实验、唯象学和理论对αs的研究进展，并着重讨论了这些领域的工作者该如何共同努力以验证相关预言。
在微扰理论中，αs的短距离行为是可以计算的；而这一事实的发现正是2004年诺贝尔物理学奖的主题。然而，对质量起源至关重要的其实是αs的长程行为。基于现代理论方法，南京大学物理学院Craig D. Roberts教授团队对αs给出了一个在所有尺度上都有效的预言（如图），不仅再现了微扰理论成功获得诺贝尔奖的成果，而且在远距离上展示出显著的特征，例如共形不变性的动态恢复。此外，此预言也为解决有关色禁闭的“千禧年问题”提供了强有力的参考。αs在所有尺度的研究进展也为强相互作用现象的一系列新预言打开了大门。
南京大学物理学院Craig D. Roberts教授团队对强跑动耦合的预言（灰色实线）与世界主要加速器设施数据的对比。小动量（长程）区域的“平坦”揭示了QCD中共形不变性的动力学恢复，并与胶子和夸克禁闭这一物理学最具挑战性的开放问题之一相关。
相关研究成果发表在《Prog. Part. Nucl. Phys.》杂志。《Prog. Part. Nucl. Phys.》创刊于 1978 年，在全球 50 多个发表高能和核物理文章的期刊中排名第一（影响因子 13.01）。 这也是Roberts教授加盟南京大学以后在该期刊发表的第3篇文章。
Roberts教授的研究工作得到了南京大学高层次人才科研启动经费和国家自然科学基金重点项目的资助。
论文链接为: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0146641023000625