Percée dans la chromodynamique quantique : nouvelles découvertes de Mayence !
Les physiciens du JGU Mayence réalisent des progrès révolutionnaires dans le domaine des interactions fortes, publiés dans Physical Review Letters.

Percée dans la chromodynamique quantique : nouvelles découvertes de Mayence !
Les physiciens de l’Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont réalisé des avancées innovantes dans la physique des interactions fortes. Les résultats de cette recherche, dirigée par le professeur Georg von Hippel et le Dr Konstantin Ottnad, ont été publiés dans la célèbre revue scientifiqueLettres d'examen physiquepublié. Ces études se concentrent sur la chromodynamique quantique (QCD), la théorie fondamentale derrière les interactions fortes qui explique les propriétés des noyaux atomiques.
La QCD décrit les interactions entre les quarks et les gluons, les éléments constitutifs des protons et des neutrons. Ces deux particules sont chacune constituées de trois quarks, qui se présentent dans des états liés appelés hadrons. Historiquement, l'existence des quarks a été postulée par Murray Gell-Mann en 1964, pour lequel il a reçu le prix Nobel en 1969. Malgré leur rôle fondamental dans la matière, les quarks n'ont pas encore été directement observés.
Avancées grâce à la QCD sur réseau
Dans leurs recherches, les scientifiques utilisent la grille QCD, une méthode qui permet de simuler les équations complexes de la QCD sur une grille discrète. Ceci est particulièrement utile car les équations mathématiques de la QCD sont extrêmement difficiles à résoudre de manière conventionnelle. La QCD sur réseau a permis de calculer plus précisément les masses des protons et d’autres particules et de mieux comprendre les conditions de l’univers primitif lorsque les quarks et les gluons existaient librement.
Les calculs actuels ont augmenté la précision des résultats de plus de dix fois par rapport aux études précédentes. Une attention particulière a été accordée à une constante de basse énergie, auparavant insaisissable, qui décrit l'interaction du pion avec le champ de Higgs. Ceci a maintenant été déterminé avec précision pour la première fois. L'utilisation de supercalculateurs du Gauss Center for Supercomputing e. Les clusters de calcul haute performance V. et Mayence ont joué un rôle crucial dans le succès de ces calculs.
Objectifs futurs de la recherche
En plus de déterminer la constante de basse énergie mentionnée ci-dessus, les futurs objectifs de recherche seront de déterminer les rayons des kaons et de mieux comprendre les moments physiques des quarks. Ces travaux renforcent l’importance de l’interaction forte, qui dépasse dans de nombreux cas la répulsion électrique entre protons. Le concept de liberté asymptotique est également évident dans la QCD, qui décrit que l'interaction entre les quarks diminue à petites distances.
Les derniers résultats des physiciens de Mayence élargissent non seulement notre compréhension de la chromodynamique quantique, mais ouvrent également de nouvelles perspectives pour la physique expérimentale et théorique. Les progrès significatifs en matière de QCD sur réseau et la richesse des informations générées par les simulations informatiques renforcent le rôle central de cette théorie dans le modèle standard de la physique des particules élémentaires.
En résumé, les travaux réalisés à Mayence constituent un exemple impressionnant de la façon dont la technologie moderne et la physique théorique travaillent ensemble pour percer les secrets les plus profonds de l’univers et mieux comprendre les forces fondamentales de la nature.
presse.uni-mainz.de rapporte que les calculs précis des physiciens de Mayence reposent sur les fondements théoriques complexes de la Chromodynamique quantique basé, qui décrit l'interaction forte comme la théorie quantique des champs, tandis que Weltderphysik.de met en évidence le contexte historique et les défis liés à la résolution des équations QCD.