Simulation de quarks et de gluons
Les interactions fortes jouent un rôle capital dans la formation de la matière, avec une phénoménologie riche. La validité de la QCD en tant que théorie fondamentale des interactions fortes est bien testée à de très courtes distances au moyen d'expériences à haute énergie, mais il est difficile voire impossible d'obtenir des solutions analytiques à des distances similaires à la taille du proton. Pour obtenir des prédictions dans ce régime, la QCD est discrétisée sur un treillis espace temps à quatre dimensions et simulée de façon numérique (treillis QCD). Ces simulations nécessitent une puissance de calcul gigantesque. Le projet STRONGNET («Strong interaction supercomputing training network») a fait progresser les algorithmes de simulation, développé des composants matériel de calcul intensif et entrepris d'importantes simulations numériques. Dix universités de sept États membres de l'UE ont mis leurs efforts en commun pour relever ces défis. Ils ont développé des outils logiciels et du matériel informatique dédiés. En collaboration avec les partenaires industriels du réseau a été conçu, par exemple, le superordinateur QPACE (QCD Parallel computing on the Cell broadband Engine), qui délivre un rapport performance/puissance supérieur (informatique verte) aux installations industrielles. De nouveaux intégrateurs Monte Carlo et des solveurs linéaires multi-niveaux ont été développés et diverses variables observables pertinentes à la physique des particules ont été calculées. Les partenaires du projet STRONGNET ont partagé leur expertise avec un grand nombre de jeunes chercheurs qui ont été formés aux méthodes numériques requises dans le domaine de la théorie du champ quantique et de la physique des particules. Certains de ces physiciens de nouvelle génération continueront à résoudre les problèmes de QCD, aidant à maximiser l'impact des expériences en physique des particules et, par la même occasion, améliorant notre compréhension de la nature. D'autres travaillent maintenant dans les secteurs d'activité où ces mêmes compétences sont requises.
Mots‑clés
Quarks, gluons, chromodynamique quantique, calcul intensif, simulations numériques
