1 / 78

■ Введение ■ Численные расчеты ■ Теория невылетания цвета

■ Введение ■ Численные расчеты ■ Теория невылетания цвета. Большой адронный коллайдер и суперкомпьютеры: передовые рубежи натурного и численного эксперимента в физике высоких энергий. M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва). МФТИ 10 марта 20 10.

chesna
Download Presentation

■ Введение ■ Численные расчеты ■ Теория невылетания цвета

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ■ Введение■Численные расчеты■Теория невылетания цвета Большой адронный коллайдер и суперкомпьютеры: передовые рубежи натурного и численного эксперимента в физике высоких энергий M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва) МФТИ10 марта 2010

  2. ■ Введение■Численные расчеты■Теория невылетания цвета Большой адронный коллайдер и суперкомпьютеры: передовые рубежи натурного и численного эксперимента в физике высоких энергий M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва) МФТИ10 марта 2010

  3. ■ Введение■Численные расчеты■Теория невылетания цвета Большой адронный коллайдер и суперкомпьютеры: передовые рубежи натурного и численного эксперимента в физике высоких энергий M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва) МФТИ10 марта 2010

  4. ■ Введение■Численные расчеты■Теория невылетания цвета Большой адронный коллайдер и суперкомпьютеры: передовые рубежи натурного и численного эксперимента в физике высоких энергий M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва) МФТИ10 марта 2010

  5. Experiment LHC RHIC Supercalculations Theory

  6. Основные результаты получены в коллаборациях ДЭЗИ (Германия)-ИТЭФ-Каназава (Япония) и ИТЭФ-Университет Сан Франциско (США) ITEP F.V. Gubarev, A.V.Kovalenko, S.M. Morozov, MIP, S.V. Syritsyn, V.I. Zakharov, P.YuBoyko, P.V. Buividovich, M.N. Chernodub, V.G. Bornyakov , E.N. Luschevskaya, A.I.Veselov, A.A. Slavnov DESY, GumboldtUniversity, GermanyG.Schierholz, D.Pleiter, T.Streuer, H.Stuben, F. Weinberg, M. Mueller-Proyssker, E.M. IlgenfritzKanazawa University, Japan H.Ichie, S.Kitahara, Y.Koma,Y.Mori, Y.Nakamura, T.Suzuki, A. Nakamura SanFranciskoUniversity, USA J. Greensite, S. Olejnik (+ Bratislava University, Slovakia)

  7. 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)

  8. 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

  9. INTRODUCTION Methods • Imaginary time t→it • Space-time discretization • Thus we get from functional integral the partition function for statistical theory in four dimensions

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

  11. SU(2) glueSU(3) gluСила между кварком и антикварком 12 тонн!!!e 2qQCD (2+1)QCD

  12. SU(2) glueSU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD

  13. SU(2) glueSU(3) glue2qQCD (2+1)QCD Three body forces!

  14. 1 м Происхождение массы

  15. 10-8..10м

  16. 10-10м me ≈0.5 MeV mn ≈1000 MeV

  17. 10-14..15м mp≈ mn

  18. 10-15м mp ≈ 1000 MeV mu,d ≈ 3..5 MeV

  19. Masses of material objects is due to gluon fields inside baryon

  20. SU(2) glueSU(3) glue2qQCD (2+1)QCD Three body forces!

  21. SU(2) glueSU(3) glue2qQCD (2+1)QCD Usually the teams are rather big, 5 - 10 -15 people arXiv:hep-lat/0401026v1 arXiv:hep-lat/0401026v2

  22. SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCDString Breaking (DIK collaboration)

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

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

  25. 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

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

  27. Фазовая Диаграмма КХД

  28. Фазовая Диаграмма КХД

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

  30. P.V.Buividovich(ITEP, Moscow, Russia and JINR, Dubna, Russia)‏, M.N.Chernodub(LMPT, Tours University, France and ITEP, Moscow)‏, E.V.Luschevskaya(ITEP, Moscow, Russia and JINR, Dubna, Russia)‏, M.I.Polikarpov(ITEP, Moscow, Russia)‏ Lattice gluodynamics at strong magnetic fields I use a lot of slides made by M.N. Chernodub and P.V. Buividovich and some made by D.E. Kharzeev

  31. nnStrong magnetic fields in heavy ion collisions • n Lattice simulations with magnetic fields • n Chiral Magnetic Effect [generation of the electric current of quarks directed along the magnetic field] • n Chiral symmetry breaking • nMagnetization of the vacuum • nElectric dipole moment of quark along the direction of the magnetic field

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

  33. Magnetic fields in non-central collisions [Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran ’07-’08] [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.

  34. Magnetic fields in non-central collisions Charge is large Velosity is high Thus we have two very big currents 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

  35. B Magnetic fields in non-central collisions Two very big currents produce a very big magnetic field 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

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

  37. 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

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

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

  40. We consider SU(2) gauge fields and quenching approximation 3 2 1 0 T

  41. Quenched vacuum, overlap Dirac operator, external magnetic field

  42. 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 producedparticles at heavy ion collisions

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

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

  45. 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

  46. 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=+2/3d-quark: q= - 1/3

  47. 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=+2/3d-quark: q= - 1/3

  48. Topological charge density in quantum QCD vacuum has fractal structure

More Related