R. Babich, J. Howard, C. Rebbi,美国波士顿大学物理系和计算科学中心
C. Hoelbling,德国伍珀塔尔大学物理系
N. Garron, L. Lellouch, S. Necco,法国马赛体质理论中心
F. Berruto,美国布鲁克海文国家实验室物理系
N. Shoresh,美国哈佛大学鲍尔基因组学澳门威尼斯人注册网站研究中心

qcd-plot

该图说明了在介子中找到夸克和反夸克的“概率振幅”r晶格间隔在一段时间后分开t(以晶格单位)传播。

量子色动力学用夸克与胶子结合的方式来解释核粒子的结构。为了进行数值计算,夸克和胶子被放置在时空晶格的位置和链接上。

夸克在时空中的传播用狄拉克方程来描述。最近提出的时空晶格上狄拉克方程的重叠公式保留了手性对称性,这是QCD的一个重要性质,在早期的晶格离散化中丢失了,但计算成本很高:必须计算

Μ1/2Ψ

式中Μ为4.5M × 4.5M的复矩阵,ψ为夸克场。我们使用特殊的数值技术来计算这个表达式,从而计算出夸克在时空晶格上的传播,由此可以计算出QCD的许多性质。

当夸克和反夸克在时间上传播时,“振幅”会进入介子的“波函数”(来自R. Babich, F. Berruto, N. Garron, C. Hoelbling, J. Howard, L. Lellouch, C. Rebbi和N. Shoresh的澳门威尼斯人注册网站研究,使用波士顿大学的IBM p690服务器,部分由美国能源部支持)。

lattice1

该图显示了夸克在晶格上产生后,经过10个时间单位的传播后的夸克场。

软件点阵QCD

MILC代码,一个专门用于晶格QCD模拟的软件包,已经移植到波士顿大学的IBM eServer蓝色基因解决方案中。经过一些优化,代码实现了接近1TFlops的性能(由J. Osborn在美国能源部SciDAC项目的支持下完成)。