Multi-Hadron Interactions using Lattice QCD with the Stochastic LapH Method

使用晶格 QCD 和随机 LapH 方法进行多强子相互作用

基本信息

  • 批准号:
    2209167
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Protons and neutrons, which make up atomic nuclei, are comprised of fundamental particles known as quarks and gluons, whose interactions are described by quantum chromodynamics (QCD). This theory suggests that many other types of composite particles, known as hadrons, should exist in Nature as unstable resonances. The properties of certain hadronic resonances as predicted by QCD will be investigated using large-scale computing resources. The proposed research lends support to current experiments, such as the GlueX experiment in Hall D at the Thomas Jefferson National Accelerator Facility (JLab). The structure of the nucleon and scattering involving one particular hadron known as a Delta baryon will be another focus. This scattering information will be crucial for experiments studying neutrinos, an important elementary particle that permeates the universe. The PI will mentor a graduate student engaged in this research, and the graduate student will also receive training in the use of state-of-the-art parallel computing resources. The physics of hadron-hadron interactions will be studied using Monte Carlo estimates of path integrals involving quark and gluon fields on a space-time lattice. Nucleon-pion, nucleon-nucleon, and nucleon-hyperon scattering phase shifts will be computed, yielding important information on hadron structure. Scattering processes involving nucleon-pion-pion will also be considered. New computational techniques, such as the stochastic LapH method, have made possible such computations in lattice QCD, which involve estimating temporal correlation matrices of multi-hadron and excited-state operators. Form factors involving the nucleon and transitions through the Delta baryon will be a particular focus since they are crucial to accelerated-based neutrino experiments, such as the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE).This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
构成原子核的质子和中子由称为夸克和胶子的基本粒子组成,它们的相互作用由量子色动力学(QCD)描述。 这一理论表明,许多其他类型的复合粒子,称为强子,应该存在于自然界中的不稳定共振。 QCD预测的某些强子共振的性质将使用大规模计算资源进行研究。 拟议的研究为当前的实验提供了支持,例如托马斯杰斐逊国家加速器设施(JLab)D厅的GSTX实验。 核子的结构和涉及一种特殊强子(称为德尔塔重子)的散射将是另一个焦点。 这种散射信息对于研究中微子的实验至关重要,中微子是一种渗透宇宙的重要基本粒子。 PI将指导一名从事这项研究的研究生,研究生还将接受使用最先进的并行计算资源的培训。 强子-强子相互作用的物理学将使用时空晶格上夸克和胶子场的路径积分的蒙特卡罗估计来研究。 核子-π介子、核子-核子和核子-超子散射相移将被计算,产生关于强子结构的重要信息。 涉及核子-π-π的散射过程也将被考虑。 新的计算技术,如随机LapH方法,使这种计算在格点QCD,其中包括估计多强子和激发态算子的时间相关矩阵成为可能。 涉及核子和德尔塔重子跃迁的形状因素将是一个特别的焦点,因为它们对加速中微子实验至关重要,例如深地下中微子实验(DUNE)。该奖项反映了NSF的法定使命,并被认为值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估来支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The long-distance behaviour of the vector-vector correlator from pion-pion scattering
π-π 散射矢量-矢量相关器的长距离行为
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