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

Презентация на тему ¦ Введение: кварки и глюоны¦ Невылетание цвета –задача тысячелетия ¦ Моделирование сильных взаимодействий на компьютерах и суперкомпьютерах¦ Перемешивание сильных и электромагнитных взаимодействий¦ Теория невылетания цвета, предмет презентации: Разное. Этот материал содержит 83 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

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

МФТИ 10 июля 2011

Сильные взаимодействия элементарных частиц и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 2
Текст слайда:

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

МФТИ 10 июля 2011

Кварки, глюоны,
компьютеры и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 3
Текст слайда:

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

МФТИ 10 июля 2011

Кварки, глюоны,
компьютеры и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 4
Текст слайда:

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

МФТИ 10 июля 2011

Кварки, глюоны,
компьютеры и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 5
Текст слайда:

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

МФТИ 10 июля 2011

Кварки, глюоны,
компьютеры и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 6
Текст слайда:

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

МФТИ 10 июля 2011

Кварки, глюоны,
компьютеры и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 7
Текст слайда:

■ Прложение: моделирование графена

МФТИ 10 июля 2011

Кварки, глюоны,
компьютеры и суперкомпьютеры

M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)


Слайд 8
Текст слайда:



Experiment
LHC RHIC

Theory

Supercalculations







Слайд 9
Текст слайда:






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 10
Текст слайда:

Взаимодействия – 1. Гравитационное


mg


Слайд 11
Текст слайда:

Взаимодействия – 2. Слабое


Слайд 12
Текст слайда:

Взаимодействия – 3. Электромагнитноеное


Слайд 13
Текст слайда:

Взаимодействия – 4. Сильное


Слайд 14
Текст слайда:

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 15
Текст слайда:

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 16
Текст слайда:

Квантовая механика частицы






x1

x2

Вес каждой траектории eiS


Слайд 17
Текст слайда:

Квантовая теория поля


Слайд 18
Текст слайда:

Methods

Imaginary time t→it



Space-time discretization



Thus we get from functional integral the partition function for statistical theory in four dimensions


Слайд 19
Текст слайда:

INTRODUCTION


Three limits

Lattice spacing

Lattice size

Quark mass

Typical values


Extrapolation
+
Chiral perturbation theory


L

a


Слайд 20
Текст слайда:

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 21
Текст слайда:

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



Слайд 22
Текст слайда:

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



Слайд 23
Текст слайда:

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


Three body forces!


Слайд 24
Текст слайда:

1 м

Происхождение массы


Слайд 25
Текст слайда:

10-8..10 м


Слайд 26
Текст слайда:

10-10 м

me ≈ 0.5 MeV

mn ≈ 1000 MeV


Слайд 27
Текст слайда:

10-14..15 м

mp ≈ mn


Слайд 28
Текст слайда:

10-15 м

mp ≈ 1000 MeV

mu,d ≈ 3..5 MeV


Слайд 29
Текст слайда:


Masses of material objects is due to gluon fields inside baryon


Слайд 30
Текст слайда:

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


Three body forces!


Слайд 31
Текст слайда:

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 32
Текст слайда:

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



Слайд 33
Текст слайда:

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


Hadron Mass Spectrum


Слайд 34
Текст слайда:

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


159

130


Слайд 35
Текст слайда:

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 36
Текст слайда:

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


Finite Temperature


Слайд 37
Текст слайда:

Фазовая Диаграмма КХД


Слайд 38
Текст слайда:

Фазовая Диаграмма КХД


Слайд 39
Текст слайда:

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



Слайд 40
Текст слайда:





Слайд 41
Текст слайда:

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


Слайд 42
Текст слайда:

Magnetic fields in non-central collisions

[Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran ’07-’08]

Heavy ion

Heavy ion

Quarks and gluons


Слайд 43
Текст слайда:

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 44
Текст слайда:

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 45
Текст слайда:

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 46
Текст слайда:

D.Kharzeev


Слайд 47
Текст слайда:

Magnetic forces are of the order of
strong interaction forces

first time in my life I see such effect


Слайд 48
Текст слайда:

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 49
Текст слайда:

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 50
Текст слайда:


1

0

2

3

T

We calculate

in the external magnetic field and in the
presence of the vacuum gluon fields


Слайд 51
Текст слайда:

Quenched vacuum, overlap Dirac operator, external magnetic field


Слайд 52
Текст слайда:

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 53
Текст слайда:

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran

1. Massless quarks in external magnetic field.

Red: momentum Blue: spin



Слайд 54
Текст слайда:

Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran

1. Massless quarks in external magnetic field.

Red: momentum Blue: spin



Слайд 55
Текст слайда:

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 56
Текст слайда:

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 57
Текст слайда:

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 58
Текст слайда:

Topological charge density in quantum QCD vacuum has fractal structure


Слайд 59
Текст слайда:

Topological charge density in quantum QCD vacuum has fractal structure

In quantum vacuum we expect
big fluctuations of charge squared


Слайд 60
Текст слайда:

Chiral Magnetic Effect on the lattice, charge separation

Density of the electric charge vs. magnetic field


Слайд 61
Текст слайда:

Chiral Magnetic Effect on the lattice, Non-zero field, subsequent time slices Electric charge density




Слайд 62
Текст слайда:

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



Слайд 63
Текст слайда:

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 64
Текст слайда:

Preliminary results: conductivity of the vacuum

Qualitative definition of conductivity σ


Слайд 65
Текст слайда:

Preliminary results: conductivity of the vacuum

Conductivity at T=0


Слайд 66
Текст слайда:

2. Chiral condensate in QCD


Слайд 67
Текст слайда:

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 68
Текст слайда:

3. Magnetization of the vacuum as a function of the magnetic field




Spins of virtual quarks turn parallel to the magnetic field


Слайд 69
Текст слайда:

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 70
Текст слайда:




THEORY

To explain

We have to prove in gluodynamics that


Слайд 71
Текст слайда:


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 72
Текст слайда:

Linking number

3D

4D


Слайд 73
Текст слайда:




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 74
Текст слайда:








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


Holography

THEORY


Слайд 75
Текст слайда:


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 76
Текст слайда:


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 77
Текст слайда:

Приложение: Моделирование Графена


٭ Графен – монослой графита, имеет гексагональную структуру.







٭ В реальности графен всегда «приклеен» к подложке (как правило силиконовой: SiO2, SiC и т.п.). Подложка сильно меняет свойства графена.


Слайд 78
Текст слайда:

Спектры безмассовых частиц Дирака и квазичастиц в графене похожи.

Графен и частицы Дирака

٭ У релятивистской частицы Дирака:
E=+/- cp,

а у квазичастицы в графене :
E=+/- vp
где
v=c/300

٭ E=+/- cp справедливо всегда, а E=+/- vp только для малых p


Слайд 79
Текст слайда:

Моделирование полевой модели графена.

٭ Явления переноса в графене

٭ Фазовый переход, критические индексы

٭ Температурные поправки

٭ Проводимость графена

٭ Модели для би-лаера

٭ Вязкость/энтропия

٭ Оптические свойства

٭ Реакция на магнитное поле


Слайд 80
Текст слайда:

Премия РФ по науке и технике для молодых ученых за 2007 год за численное моделирование фазового перехода в кварк-глюонной плазме с использованием технологии параллельных суперкомпьютеров присуждена аспирантам МФТИ П.Бойко, А.Коваленко, С.Морозов


Слайд 81

Слайд 82
Текст слайда:

http://www.lattice.itep.ru


Education


Слайд 83
Текст слайда:

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).


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика