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Probing Chiral Perturbation Theory from realistic two-flavour Lattice QCD simulations

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Les particules élémentaires et la «glu» qui les lie

Des chercheurs bénéficiant d'un financement de l'UE ont mis au point de nouveaux algorithmes numériques pour étudier le comportement des quarks légers, parmi les douze particules élémentaires de matière, ainsi que leur gouvernance par l'interaction forte, l'une des quatre forces fondamentales de l'Univers.

Énergie

Le noyau d'un atome est constitué de protons chargés positivement et de neutrons neutres. Les charges positives se repoussent donc il doit exister une théorie expliquant la raison pour laquelle le noyau n'explose pas et reste lié.Afin de comprendre ce qui se passe à l'intérieur du noyau, il convient d'étudier de manière un peu plus approfondie la physique des particules telle qu'elle a évolué selon le modèle standard, en se focalisant sur les quarks. Selon le modèle standard de la physique des particules, l'univers se compose de douze particules élémentaires de matière (les fermions) régies par quatre forces fondamentales (les bosons, y compris le célèbre boson de Higgs). Les quarks appartiennent à une sous-famille de fermions composée de six membres. Ils existent uniquement dans des groupes appelés hadrons, jamais individuellement, et les «gluons», qui portent bien leur nom car ils assurent la cohésion étroite des quarks, sont les vecteurs de l'interaction forte qui les maintient ensemble. La chromodynamique quantique est le domaine de la physique théorique portant sur les interactions entre les quarks et les gluons qui composent certains hadrons, comme les protons ou les neutrons. Il existe des hadrons lourds, de poids moyen et légers. Des chercheurs européens ont lancé le projet LATQCD-CHIPT («Probing chiral perturbation theory from realistic two-flavour lattice QCD simulations») qui vise à élaborer des simulations numériques décrivant les comportements des hadrons légers. Les chercheurs se sont concentrés sur le problème de l'ergodicité, un attribut des systèmes stochastique ou dynamiques aléatoires où le système oublie son état initial et où presque toutes les séquences sont revisitées selon un intervalle de temps très long.Les scientifiques ont mis au point un nouvel algorithme de simulation du comportement des quarks légers présentant des phénomènes d'instabilité et de non-ergodicité. Il devrait permettre de surmonter le manque d'ergodicité causé par l'émergence de secteurs déconnectés dans l'espace de champ (représenté par une charge topologique) en étudiant la nature de la transition entre les secteurs. En outre, ils ont calculé avec précision la sensibilité topologique, en définissant ses limites et son universalité dans la limite du continuum. Chaque information relative au comportement de la matière fondamentale et des forces fondamentales nous rapproche un peu plus de la compréhension et de l'explication de l'univers et c'est exactement ce qu'on fait ces chercheurs financés par l'UE.

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