МФТИ 10 июля 20 11
-
Upload
quemby-raymond -
Category
Documents
-
view
56 -
download
0
description
Transcript of МФТИ 10 июля 20 11
![Page 1: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/1.jpg)
■ 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)
![Page 2: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/2.jpg)
■ 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)
![Page 3: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/3.jpg)
■ 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)
![Page 4: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/4.jpg)
■ 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)
![Page 5: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/5.jpg)
■ 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)
![Page 6: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/6.jpg)
■ 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)
![Page 7: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/7.jpg)
■ Прложение: моделирование графена
МФТИ 10 июля 2011
Кварки, глюоны, компьютеры и суперкомпьютеры
M.И. Поликарпов (ИТЭФ, Москва)
![Page 8: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/8.jpg)
ff
f mDFg
L )(Tr 1 _
22
ExperimentLHC RHIC
Theory Supercalculations
![Page 9: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/9.jpg)
ITEPITEPF.V. Gubarev, A.V.Kovalenko, S.M. Morozov, MIP, S.V. Syritsyn, V.I. Zakharov, P.Yu Boyko, 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 , P.V. Buividovich, M.N. Chernodub, V.G. Bornyakov , E.N. LuschevskayaE.N. Luschevskaya, , A.I.VeselovA.I.Veselov, A.A. A.A. SlavnovSlavnov
DESY, Gumboldt University, GermanyDESY, Gumboldt University, Germany G.SchierholzG.Schierholz, , D.PleiterD.Pleiter, , T.StreuerT.Streuer, , H.StubenH.Stuben, , F. WeinbergF. Weinberg,, M. Mueller-Proyssker M. Mueller-Proyssker, , E.M. E.M. IlgenfritzIlgenfritz
Kanazawa University, JapanKanazawa University, JapanH.Ichie, S.Kitahara, Y.Koma,Y.Mori, Y.Nakamura, T.Suzuki, H.Ichie, S.Kitahara, Y.Koma,Y.Mori, Y.Nakamura, T.Suzuki, A. NakamuraA. Nakamura
BNL, BNL, San Francisko University, USASan Francisko University, USAD. Kharzeev, J. Greensite, S. Olejnik (+ Bratislava University, Slovakia)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)
![Page 10: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/10.jpg)
Взаимодействия – 1. Гравитационное
mg
![Page 11: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/11.jpg)
Взаимодействия – 2. Слабое
![Page 12: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/12.jpg)
Взаимодействия – 3. Электромагнитноеное
![Page 13: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/13.jpg)
Взаимодействия – 4. Сильное
![Page 14: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/14.jpg)
Основные задачи теории сильных взаимодействий
ff
f mDFg
L )(Tr 1 _
22
Стартуя с Лагранжиана КХД
(1)(1) Получить спектр адроновПолучить спектр адронов, , (2)(2) Посчитать матричные элементыПосчитать матричные элементы,,(3) (3) Описать фазовую диаграмму теорииОписать фазовую диаграмму теории(4) (4) Объяснить невылетание цветаОбъяснить невылетание цвета
http://www.claymath.org/millennium/Yang-Mills_Theory/ (1 000 000 (1 000 000 $US)$US)
![Page 15: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/15.jpg)
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 Сила между кварком и кварком и
антикварком антикварком 12 тонн!!!12 тонн!!!
http://www.claymath.org/http://www.claymath.org/mmillenniuillenniumm
![Page 16: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/16.jpg)
Квантовая механика частицы
x1
x2
Вес каждой траектории eiS
![Page 17: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/17.jpg)
Квантовая теория поля
][)(...
)(
),,,()(
AiSexDAZ
xA
tzyxAxA
![Page 18: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/18.jpg)
Methods• Imaginary time t→it
• Space-time discretization
• Thus we get from functional integral the partition function for statistical theory in four dimensions
]}[exp{ SiDZ ]}[exp{ SDZ
x
xdxD )( ]}[exp{ SdZ xx
![Page 19: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/19.jpg)
INTRODUCTIONThree limits
0
0
qm
L
a
Mevm
fmL
fma
q 100
42
1.0
Lattice spacingLattice spacing
Lattice sizeLattice size
Quark massQuark mass
Typical valuesTypical values ExtrapolationExtrapolation
++
Chiral perturbation Chiral perturbation theorytheory
L
a
![Page 20: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/20.jpg)
Типичная кратность интегралов
Мы считаем интегралы Мы считаем интегралы кратностикратности32L4 (L=48, 32L4=169,869,312)
MMdd det}exp{
И работаем с матрицамиИ работаем с матрицами12L4 x 12L4
(L=48, 12L4=63,700,992)
Для решетки Для решетки L4
(L=48, L4=5,308,416)
![Page 21: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/21.jpg)
SU(2) glue SU(3) gluСила между кварком и антикварком 12 тонн!!!Сила между кварком и антикварком 12 тонн!!!
e 2qQCD (2+1)QCD
![Page 22: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/22.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD
![Page 23: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/23.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCDThree body forces!
)()()(),,( 133221321 rrVrrVrrVrrrV
![Page 24: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/24.jpg)
1 м
Происхождение массы
![Page 25: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/25.jpg)
10-8..10 м
![Page 26: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/26.jpg)
10-10 мme ≈ 0.5 MeV
mn ≈ 1000 MeV
![Page 27: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/27.jpg)
10-14..15 мmp ≈ mn
![Page 28: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/28.jpg)
10-15 м
mp ≈ 1000 MeV
mu,d ≈ 3..5 MeV
![Page 29: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/29.jpg)
Masses of material objects is due to gluon fields inside baryon
20cmE 100/1/3 baryonq mm
20 c
Em
![Page 30: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/30.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD
Three body forces!
![Page 31: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/31.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD
Usually the teams are rather big, 5 - 10 -15 peoplearXiv:hep-lat/0401026v1 arXiv:hep-lat/0401026v2
![Page 32: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/32.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCDString Breaking (DIK collaboration)
![Page 33: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/33.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD
Hadron Mass Spectrum
![Page 34: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/34.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD
159130
![Page 35: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/35.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD Wilson non-perturbatively improved Fermions
“WORKING HORSE” of lattice QCD calculationsY. Kuramashi Lattice 2007
Iwasaki gauge action + clover quarksa^(−1) = 2.2GeV, lattice size: 32^3 × 64
![Page 36: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/36.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD (2+1)QCD
Finite Temperature
![Page 37: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/37.jpg)
Фазовая Диаграмма КХД
![Page 38: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/38.jpg)
Фазовая Диаграмма КХД
![Page 39: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/39.jpg)
SU(2) glue SU(3) glue 2qQCD(2+1)QCD
![Page 40: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/41.jpg)
Below I use a lot of slides made by
M.N. Chernodub, P.V. Buividovich and D.E. Kharzeev
![Page 42: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/42.jpg)
Magnetic fields in non-central collisions[Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran ’07-’08]
Heavy ion
Heavy ion
Quarks and gluons
![Page 43: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/43.jpg)
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]
![Page 44: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/44.jpg)
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 largeVelosity is high
Thus we havetwo very bigcurrents
![Page 45: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/45.jpg)
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 bigcurrentsproduce a very
big magneticfield
B
![Page 46: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/46.jpg)
D.Kharzeev
![Page 47: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/47.jpg)
2QCDeB
Magnetic forces are of the order of Magnetic forces are of the order of strong interaction forcesstrong interaction forces
first time in my life I see such effectfirst time in my life I see such effect
![Page 48: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/48.jpg)
Magnetic forces are of the order of Magnetic forces are of the order of strong interaction forcesstrong interaction forces
first time in my life I see such effectfirst time in my life I see such effect
We expect the influence of magnetic field on strong interaction physics
2QCDeB
![Page 49: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/49.jpg)
Magnetic forces are of the order of Magnetic forces are of the order of strong interaction forcesstrong interaction forces
first time in my life I see such effectfirst 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
2QCDeB
![Page 50: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/50.jpg)
1
0
2
3
fieldmagneticexternalH
T
We calculate ,1, ;
in the external magnetic field and in thepresence of the vacuum gluon fields
![Page 51: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/51.jpg)
Quenched vacuum, overlap Dirac operator, external magnetic field
MeveBL
qkeB 250;
22
![Page 52: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/52.jpg)
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
![Page 53: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/53.jpg)
Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran
1. Massless quarks in external magnetic field.
Red: momentum Blue: spin
![Page 54: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/54.jpg)
Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran
1. Massless quarks in external magnetic field.
Red: momentum Blue: spin
![Page 55: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/55.jpg)
Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran
2. Quarks in the instatnton field.Red: momentumBlue: spin
Effect of topology:
uL → uR
dL → dR
![Page 56: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/56.jpg)
Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa, McLerran
3. Electric current along magnetic fieldRed: momentumBlue: spin
Effect of topology:
uL → uR
dL → dR
u-quark: q=+2/3d-quark: q= - 1/3
![Page 57: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/57.jpg)
Chiral Magnetic Effect by Fukushima, Kharzeev, Warringa,
McLerran3. Electric current is along
magnetic fieldIn the instanton field
Red: momentumBlue: spin
Effect of topology:
uL → uR
dL → dRu-quark: q=+2/3d-quark: q= - 1/3
![Page 58: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/58.jpg)
Topological charge density in quantum QCD vacuum has fractal structure
![Page 59: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/59.jpg)
Topological charge density in quantum QCD vacuum has fractal structure
;0;0 233 jj
In quantum vacuum we expectbig fluctuations of charge squared
![Page 60: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/60.jpg)
Chiral Magnetic Effect on the lattice,charge separation
Density of the electric charge vs. magnetic field
![Page 61: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/61.jpg)
Chiral Magnetic Effect on the lattice, Non-zero field, subsequent time slices
Electric charge density
![Page 62: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/62.jpg)
Chiral Magnetic Effect, EXPERIMENT VS LATTICE DATA (Au+Au)
![Page 63: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/63.jpg)
Chiral Magnetic Effect, EXPERIMENT VS LATTICE DATA
fm
fm
fmR
1
2.0
5
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
![Page 64: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/64.jpg)
Preliminary results: conductivity of the vacuum
Qualitative definition of conductivity
C
yxmACyjxj
|}|exp{)()(
![Page 65: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/65.jpg)
Preliminary results: conductivity of the vacuum
Conductivity at T=0
![Page 66: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/66.jpg)
2. Chiral condensate in QCD
qmfm 22
![Page 67: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/67.jpg)
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!
![Page 68: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/68.jpg)
3. Magnetization of the vacuum as a function of the magnetic field
2003.) Ball, P. 1985, Balitsky, I. (I.
rules sum QCD50
resultour )3(46
Mev
Mev
],[2
1
i
F
Spins of virtual quarks turn parallel to the magnetic field
2003.) Ball, P. 1985, Balitsky, I. (I.
rules sum QCD50
resultour )3(46
Mev
Mev
![Page 69: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/69.jpg)
4. Generationof the anomalous quark electric dipole moment
along the axis of magnetic field
55 Large correlation between square of the electric dipole moment
and chirality ],[ 00 ii i
![Page 70: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/70.jpg)
THEORY
To explain
We have to prove in gluodynamics that
}exp{}exp{)( AreadxiAPTrCWC
![Page 71: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/71.jpg)
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 (closedSurface in 4D)
![Page 72: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/72.jpg)
Linking number
3D 4D
||1
41
1 2yx
dydxL l
C C
iklki
||1
)(8
1
1 2
2 yxdyxdL
C C
![Page 73: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/73.jpg)
Monopole current(closed line in 4D, point in 3D)
Vortex (closedsurface in 4D, closed line in 3D)
Pure gauge theory (what we see on 3d slice of 4D lattice)
![Page 74: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/74.jpg)
fm2
C
All information about confinement, quark condensate and any Wilson loop is encoded in 3d branes
ac
A
Holography
THEORY
![Page 75: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/75.jpg)
Time slices for ,2
IPR=5.13chirality=-1
)()()( xxx
IPR=1.45chirality=0
Chiral symmetry breaking and topological susceptibilityis due to low-dimensional regions
THEORY
![Page 76: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/76.jpg)
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.
![Page 77: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/77.jpg)
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.
![Page 78: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/78.jpg)
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 ٭
![Page 79: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/79.jpg)
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 ٭
![Page 80: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/80.jpg)
Премия РФ по науке и технике для молодых ученых
за 2007 годза численное моделирование фазового
перехода в кварк-глюонной плазме с использованием технологии
параллельных суперкомпьютеровприсуждена
аспирантам МФТИ
П.Бойко, А.Коваленко, С.Морозов
![Page 81: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/81.jpg)
![Page 82: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/82.jpg)
http://www.lattice.itep.ru
Education
![Page 83: МФТИ 10 июля 20 11](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032607/56812fcd550346895d954ae9/html5/thumbnails/83.jpg)
Московский физико-технический институтФакультет 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).