R. Babich, J. Howard, C. Rebbi,美国波士顿大学物理系和计算科学中心
F. Berruto,美国布鲁克海文国家实验室物理系
C. Hoelbling,物理系,Bergische Universität伍珀塔尔,德国
N. Garron, DESY, Zeuthen,德国
L. Lellouch,法国马赛卢明国家科学澳门威尼斯人注册网站研究院体质与健康澳门威尼斯人注册网站研究中心
N. Shoresh,哈佛大学鲍尔基因组学澳门威尼斯人注册网站研究中心

baryon06

图1 -用于显示双夸克波函数的几何图形。

量子色动力学(QCD)用夸克和胶子来描述核粒子的结构。重子,如质子和中子,是由三个夸克组成的。利用波士顿大学的IBM p690和BlueGene超级计算机进行数值模拟,澳门威尼斯人注册网站研究重子内部夸克的量子运动。特别是,在理论基础上,有人认为成对的夸克会结合在一起,形成称为双夸克的实体,如果两个夸克的自旋是反排列的,形成所谓的好双夸克,那么它们的结合会比它们排列的(坏双夸克)更紧密。波士顿大学所做的计算为这一猜想提供了强有力的支持。图中显示了重子内部u-d双夸克的量子力学波函数。

baryon06

图2与s夸克平均距离固定时,u和d夸克相对坐标的x-y平面上,好的u-d夸克(红色)和坏的u-d夸克(绿色)的波函数。

几何结构如图1所示。u, d夸克对的中心点与s夸克有固定的距离。好的双夸克(红色)和坏的双夸克(绿色)的波函数叠加在下图中,这清楚地表明两个夸克的结合在好的双夸克中比在坏的双夸克中更紧密。双夸克可以用来解释重子的许多实验性质。

 

可视化的电影

这部电影最初是在2006年超级计算大会上以2048 x 1536的分辨率在我们的高分辨率立体显示器上以立体声播放的。对于这里的网络版本,它已经被降采样到720 x 540单声道,并在微软AVI和苹果Quicktime视频格式可用。

baryon06

影片说明了随着与s夸克的距离逐渐增加,u-d双夸克的波函数。(3MB AVI, 12MB QuickTime)