La Cromodinamica Quantistica (Quantum ChromoDynamics o QCD) è la teoria che descrive le interazioni tra quark e gluoni e come questi si legano tra loro per formare gli adroni che vediamo negli esperimenti. Lo studio di alcuni aspetti della QCD necessita di un approccio non perturbativo: la QCD su reticolo permette di affrontare molti di questi aspetti direttamente da principi primi. Il nostro scopo principale è studiare vari problemi non-perturbativi nella QCD o in teorie simili, perlopiù legati all proprietà dello stato di vuoto e a diagrammi di fase a temperatura finita e a densità finita, con particolare attenzione alla dinamica del confinamento-deconfinamento di colore, allo studio del problema di "strong CP" e alla fisica degli assioni. Il nostro studio sarà condotto usando lo stato dell'arte delle risorse e tecniche computazionali su supercomputer; allo stesso tempo presteremo attenzione agli sviluppi degli algoritmi e alle ottimizzazioni da usare.
All'interno del programma di cui sopra, ci sono ben noti e ancora irrisolti problemi riguardanti, in particolare, lo studio del diagramma di fase a densità barionica finita, dove la misura dell'integrale di percorso è complessa e le simulazioni Monte-Carlo standard falliscono (problema di segno). Per questo motivo intendiamo studiare anche algoritmi e tecnologie di calcolo quantistico, che possano essere eventualmente applicati per risolvere problemi come questo o anche simili difficili problemi computazionali nelle teorie di campo su reticolo e aree correlate.
Infine, nell'ambito del programma, saranno sviluppati strumenti numerici e teorici basati su un approccio di teoria dei campi su reticolo, in parte ispirati a quelli utilizzati per lo studio della QCD, per una rinormalizzazione non perturbativa della gravità quantistica basata su triangolazioni dinamiche causali (Casual Dynamic Triangulations CDT).
Link: https://web.infn.it/CSN4/index.php/it/17-esperimenti/110-npqcd-home
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