'

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета Яндекс 22 декабря 2010 Кварки, невылетание цвета, и суперкомпьютеры M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 1

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета Яндекс 22 декабря 2010 Кварки, невылетание цвета, и суперкомпьютеры M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 2

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета Яндекс 22 декабря 2010 Кварки, невылетание цвета, и суперкомпьютеры M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 3

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета Яндекс 22 декабря 2010 Кварки, невылетание цвета, и суперкомпьютеры M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 4

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета Яндекс 22 декабря 2010 Кварки, невылетание цвета, и суперкомпьютеры M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 5

¦ Введение: кварки и глюоны ¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах ¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий ¦ Теория невылетания цвета Яндекс 22 декабря 2010 Кварки, невылетание цвета, и суперкомпьютеры M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 6

Experiment LHC RHIC Theory Supercalculations


Слайд 7

ITEP F.V. Gubarev, A.V.Kovalenko, S.M. Morozov, MIP, S.V. Syritsyn, V.I. Zakharov, P.Yu Boyko, P.V. Buividovich, M.N. Chernodub, V.G. Bornyakov , E.N. Luschevskaya, A.I.Veselov, A.A. Slavnov DESY, Gumboldt University, Germany G.Schierholz, D.Pleiter, T.Streuer, H.Stuben, F. Weinberg, M. Mueller-Proyssker, E.M. Ilgenfritz Kanazawa University, Japan H.Ichie, S.Kitahara, Y.Koma,Y.Mori, Y.Nakamura, T.Suzuki, A. Nakamura BNL, San Francisko University, USA D. Kharzeev, J. Greensite, S. Olejnik (+ Bratislava University, Slovakia) Основные результаты получены в сотрудничестве группы ИТЭФ с ДЭЗИ (Германия), Университет Каназава (Япония), Национальная Лаборатория Брукхэвен (США) Университет Сан Франциско (США)


Слайд 8

Взаимодействия – 1. Гравитационное mg


Слайд 9

Взаимодействия – 2. Слабое


Слайд 10

Взаимодействия – 3. Электромагнитноеное


Слайд 11

Взаимодействия – 4. Сильное


Слайд 12

Основные задачи теории сильных взаимодействий Стартуя с Лагранжиана КХД Получить спектр адронов, Посчитать матричные элементы, (3) Описать фазовую диаграмму теории (4) Объяснить невылетание цвета http://www.claymath.org/millennium/Yang-Mills_Theory/ (1 000 000 $US)


Слайд 13

Невылетание цвета (почему мы не видим свободных кварков и глюонов?) Основная сложность – отсутствие аналитических методов для описания теории сильных взаимодействий, но (супер)компьютеры могут многое предсказывать исходя из Лагранжиана КХД Сила между кварком и антикварком 12 тонн!!! http://www.claymath.org/millennium


Слайд 14

Квантовая механика частицы x1 x2 Вес каждой траектории eiS Классическая траектория


Слайд 15

Квантовая теория поля


Слайд 16

Methods Imaginary time t>it Space-time discretization Thus we get from functional integral the partition function for statistical theory in four dimensions


Слайд 17

INTRODUCTION Three limits Lattice spacing Lattice size Quark mass Typical values Extrapolation + Chiral perturbation theory L a


Слайд 18

Типичная кратность интегралов Мы считаем интегралы кратности32L4 (L=48, 32L4=169,869,312) И работаем с матрицами12L4 x 12L4 (L=48, 12L4=63,700,992) Для решетки L4 (L=48, L4=5,308,416)


Слайд 19

SU(2) glue SU(3) glu Сила между кварком и антикварком 12 тонн!!! e 2qQCD (2+1)QCD


Слайд 20

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD


Слайд 21

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Three body forces!


Слайд 22

1 м Происхождение массы


Слайд 23

10-8..10 м


Слайд 24

10-10 м me ? 0.5 MeV mn ? 1000 MeV


Слайд 25

10-14..15 м mp ? mn


Слайд 26

10-15 м mp ? 1000 MeV mu,d ? 3..5 MeV


Слайд 27

Masses of material objects is due to gluon fields inside baryon


Слайд 28

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Three body forces!


Слайд 29

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Usually the teams are rather big, 5 - 10 -15 people arXiv:hep-lat/0401026v1 arXiv:hep-lat/0401026v2


Слайд 30

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD String Breaking (DIK collaboration)


Слайд 31

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Hadron Mass Spectrum


Слайд 32

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD 159 130


Слайд 33

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Wilson non-perturbatively improved Fermions “WORKING HORSE” of lattice QCD calculations Y. Kuramashi Lattice 2007 Iwasaki gauge action + clover quarks a^(?1) = 2.2GeV, lattice size: 32^3 ? 64


Слайд 34

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Finite Temperature


Слайд 35

Фазовая Диаграмма КХД


Слайд 36

Фазовая Диаграмма КХД


Слайд 37

Моделирование К-Г плазмы в США


Слайд 38

Моделирование К-Г плазмы в США


Слайд 39

SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD(2+1)QCD


Слайд 40


Слайд 41

Вязкость К-Г плазмы чрезвычайно мала


Слайд 42

Below I use a lot of slides made by M.N. Chernodub, P.V. Buividovich and D.E. Kharzeev


Слайд 43

Magnetic fields in non-central collisions [Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran ’07-’08] Heavy ion Heavy ion Quarks and gluons


Слайд 44

Magnetic fields in non-central collisions [1] K. Fukushima, D. E. Kharzeev, and H. J. Warringa, Phys. Rev. D 78, 074033 (2008), URL http://arxiv.org/abs/0808.3382. [2] D. Kharzeev, R. D. Pisarski, and M. H. G.Tytgat, Phys. Rev. Lett. 81, 512 (1998), URL http://arxiv.org/abs/hep-ph/9804221. [3] D. Kharzeev, Phys. Lett. B 633, 260 (2006), URL http://arxiv.org/abs/hep-ph/0406125. [4] D. E. Kharzeev, L. D. McLerran, and H. J. Warringa, Nucl. Phys. A 803, 227 (2008), URL http://arxiv.org/abs/0711.0950. [Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran ’07-’08]


Слайд 45

Magnetic fields in non-central collisions The medium is filled by electrically charged particles Large orbital momentum, perpendicular to the reaction plane Large magnetic field along the direction of the orbital momentum Charge is large Velosity is high Thus we have two very big currents


Слайд 46

Magnetic fields in non-central collisions The medium is filled by electrically charged particles Large orbital momentum, perpendicular to the reaction plane Large magnetic field along the direction of the orbital momentum Two very big currents produce a very big magnetic field B


Слайд 47

D.Kharzeev


Слайд 48

Magnetic forces are of the order of strong interaction forces first time in my life I see such effect


Слайд 49

Magnetic forces are of the order of strong interaction forces first time in my life I see such effect We expect the influence of magnetic field on strong interaction physics


Слайд 50

Magnetic forces are of the order of strong interaction forces first time in my life I see such effect We expect the influence of magnetic field on strong interaction physics The effects are nonperturbative, it is impossible to perform analytic calculations and we use Lattice Calculations


Слайд 51

1 0 2 3 T We calculate in the external magnetic field and in the presence of the vacuum gluon fields


Слайд 52

Quenched vacuum, overlap Dirac operator, external magnetic field


Слайд 53

Chiral Magnetic Effect [Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran ’07-’08] Electric current appears at regions 1. with non-zero topological charge density 2. exposed to external magnetic field Experimentally observed at RHIC : charge asymmetry of produced particles at heavy ion collisions


Слайд 54

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran 1. Massless quarks in external magnetic field. Red: momentum Blue: spin


Слайд 55

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran 1. Massless quarks in external magnetic field. Red: momentum Blue: spin


Слайд 56

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran 2. Quarks in the instatnton field. Red: momentum Blue: spin Effect of topology: uL > uR dL > dR


Слайд 57

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran 3. Electric current along magnetic field Red: momentum Blue: spin Effect of topology: uL > uR dL > dR u-quark: q=+2/3 d-quark: q= - 1/3


Слайд 58

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran 3. Electric current is along magnetic field In the instanton field Red: momentum Blue: spin Effect of topology: uL > uR dL > dR u-quark: q=+2/3 d-quark: q= - 1/3


Слайд 59

Topological charge density in quantum QCD vacuum has fractal structure In quantum vacuum we expect big fluctuations of charge squared


Слайд 60

Chiral Magnetic Effect on the lattice, charge separation Density of the electric charge vs. magnetic field


Слайд 61

Chiral Magnetic Effect, EXPERIMENT VS LATTICE DATA (Au+Au)


Слайд 62

Chiral Magnetic Effect, EXPERIMENT VS LATTICE DATA experiment our fit D. E. Kharzeev, L. D. McLerran, and H. J. Warringa, Nucl. Phys. A 803, 227 (2008), our lattice data at T=350 Mev


Слайд 63

Preliminary results: conductivity of the vacuum Qualitative definition of conductivity s


Слайд 64

Preliminary results: conductivity of the vacuum Conductivity at T=0


Слайд 65

2. Chiral condensate in QCD


Слайд 66

Chiral condensate vs. field strength We are in agreement with the chiral perturbation theory: the chiral condensate is a linear function of the strength of the magnetic field!


Слайд 67

3. Magnetization of the vacuum as a function of the magnetic field Spins of virtual quarks turn parallel to the magnetic field


Слайд 68

4. Generation of the anomalous quark electric dipole moment along the axis of magnetic field yLarge correlation between square of the electric dipole moment and chirality


Слайд 69

THEORY To explain We have to prove in gluodynamics that


Слайд 70

SU(2) gauge theory J.Ambjorn, J.Giedt and J.Greensite, JHEP 0002 (2000) 033. A.V.Kovalenko, M.I.Polikarpov, S.N.Syritsyn and V.I.Zakharov, Phys. Rev. D71 (2005) 054511; Phys. Lett. B613 (2005) 52; Ph. de Forcrand and M. Pepe, Nucl. Phys. B598 (2001) 557. Monopole current (closed line in 4D) Vortex (closed Surface in 4D)


Слайд 71

Linking number 3D 4D


Слайд 72

Monopole current (closed line in 4D, point in 3D) Vortex (closed surface in 4D, closed line in 3D) Pure gauge theory (what we see on 3d slice of 4D lattice)


Слайд 73

All information about confinement, quark condensate and any Wilson loop is encoded in 3d branes Holography THEORY


Слайд 74

Time slices for IPR=5.13 chirality=-1 IPR=1.45 chirality=0 Chiral symmetry breaking and topological susceptibility is due to low-dimensional regions THEORY


Слайд 75

Instead of Conclusions Computer simulations a) reproduce well known hadron properties b) predict new phenomena c) help to create new theoretical ideas. Low dimensional objects (regions) are responsible for most interesting nonperturbative effects: chiral symmetry breaking, topological susceptibility and confinement. The era of traditional quantum field theory (Feynman graphs, perturbation theory) is over, nonperturbative field theory is close in spirit to solid state theory; we have to study dislocations, fractals, phase transitions etc.


Слайд 76

http://www.lattice.itep.ru Education


Слайд 77

Московский физико-технический институт Факультет общей и прикладной физики кафедра теоретической астрофизики и проблем термоядерной физики Специализация: квантовая гравитация и калибровочные поля Базовая организация "Государственный Научный Центр Российской Федерации - Институт Теоретической и Экспериментальной Физики" Москва, ул. Большая Черемушкинская, 25 Руководит новой специализацией всемирно известный физик - теоретик Валентин Иванович Захаров Наш студент это тот, кому интересна теоретическая физика и/или информатика и/или математическая физика и/или суперкмпьютеры (или все вместе).


×

HTML:





Ссылка: