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混合精度GMRES算法在格点量子动力学中的应用
2024年
【应用背景】格点量子动力学是通过计算机模拟进行粒子物理研究的重要理论,该物理模型构建于四维结构化网格上,模拟过程中最主要的计算热点为Dirac方程对应的大型稀疏线性系统求解,通常问题规模可达上亿维度。【方法】本文采用广义极小残差法(GMRES)求解此大型稀疏线性问题,其中采用无矩阵算法实现Wilson费米子的复数矩阵向量乘。首先,评估了GMRES方法中子空间维数m的选取情况。其次,为了减少GMRES算法的数据通信及内存占用,改善GMRES算法在格点量子动力学中的计算性能,实现了4种单双精度混合的GMRES算法,测试了其在国产计算平台上的计算性能并分析了4种混合精度算法各个kernel的加速情况。【结果】实验结果表明,4种混合精度GMRES算法与双精度GMRES算法收敛性一致,且获得不同程度的性能加速。【局限与展望】分析了混合精度GMRES算法性能瓶颈,并对未来研究进行了展望。
张克龙何连花徐顺金钟
关键词:格点量子色动力学GMRES算法并行计算
镜像量子动力学相变解释纳赫兹随机引力波背景
2024年
Several Pulsar Timing Array(PTA)Collaborations have recently provided strong evidence for a n Hz Stochastic Gravitational-Wave Background(SGWB).Here we investigate the implications of a firstorder phase transition occurring within the early Universe's dark quantum chromodynamics epoch,specifically within the framework of the mirror twin Higgs dark sector model.Our analysis indicates a distinguishable SGWB signal originating from this phase transition,which can explain the measurements obtained by PTAs.Remarkably,a significant portion of the parameter space for the SGWB signal also effectively resolves the existing tensions in both the H_(0) and S_(8) measurements in Cosmology.This intriguing correlation suggests a possible common origin of these three phenomena for 0.2<ΔN_(eff)<0.5,where the mirror dark matter component constitutes less than 30% of the total dark matter abundance.Nextgeneration CMB experiments such as CMB-S4 can test this parameter region.
祖磊张弛李垚钰顾玉超蔡岳霖范一中
QCD Chiral Phase Transition and Its Microscopic Origin
2024年
The transition of strong-interaction matter from the hadronic phase to the quark-gluon plasma phase is a rapid crossover but not a true phase transition in nature.The true phase transition of strong-interaction matter is expected to exist only in certain limits,e.g.chiral limit of massless quarks and etc.In this contribution to CNPC2023 Special Issue we present our recent studies on the true phase transition of strong-interaction matter in the chiral limit of massless quarks as well as its microscopic origin.The study is based on(2+1)-flavor lattice QCD simulations using highly improved staggered fermions,with pion masses ranging from 160 MeV down to 55 MeV.Utilizing a newly proposed method to compute the quark mass derivatives of the Dirac eigenvalue spectrum on the lattice,it is found that the axial U(1)anomaly is still manifested at 1.6T_(c),with a microscopic origin consistent with the dilute instanton gas approximation.Furthermore,based on lattice QCD results and a generalized Banks-Casher relation,it is found that the macroscopic singularity of the chiral phase transition is encoded in the correlation of the Dirac eigenvalue spectrum.Future research directions along these findings are also discussed,including the investigation of the temperature range between T_(c) and 1.6 T_(c) to understand the breakdown of the dilute instanton gas approximation and its connection to the chiral phase transition.
DING Hengtong
关键词:CRITICALITY
格点量子动力学数据的虚部分布与信号改进
2023年
通过分析淬火近似下高统计量格点两点关联函数实部与虚部对规范场采样的分布,给出了一种可能的实、虚部分布间的定量关系,并通过计算实部与虚部的非平庸统计相关性对该关系加以验证.利用该实、虚部的统计相关性,格点关联函数的方差可以得到约40%的改进.这些结果为进一步理解格点计算中统计误差的物理来源以及发展信号改进方案提供了全新的思路.
洪浩艺高美琪桂龙成华俊梁剑史君邹锦涛
关键词:格点量子色动力学信噪比
格点量子动力学与高精度原子光谱学
2023年
格点量子动力学(Lattice Quantum Chromodynamics,QCD)作为目前已知的最系统地研究非微扰强相互作用的方法,在高能物理和核物理前沿起着不可或缺的作用.随着格点计算精度的提高和研究方法的突破,格点QCD的研究前沿大为拓展,一些新的交叉领域开始出现.其中一个重要的领域是原子光谱学.随着原子光谱学观测量精度的不断提高,核子结构相关的强相互作用效应需要被考虑,其中双光子交换导致的修正尤为重要,并且在近期受到理论和实验学界的广泛关注.本文简要介绍了格点QCD的方法和原子光谱学中的两个重要观测量:兰姆位移和超精细劈裂,以及双光子交换对它们产生的修正,进而展示格点QCD理论方法在这一领域的最新进展以及将来可能产生的重要影响.
傅杨冯旭冯旭
关键词:格点量子色动力学兰姆位移
QCD手征相结构的格点量子动力学研究进展
2023年
强相互作用核物质在极端高温下的相结构一直是高能重离子碰撞领域的重要研究课题.由于相结构研究本身为长程、非微扰的物理,格点量子动力学(Lattice QCD)是研究这一课题的重要方法.在这篇简要的综述中,我们首先给出强相互作用核物质相结构的研究背景,接着介绍有限温度格点量子动力学和夸克质量平面下的哥伦比亚相图,再概述近期关于小夸克质量区间的哥伦比亚相图的研究进展——物理点时的相转变温度、2+1味及3味QCD在手征极限下的相变温度,之后重点讨论手征反常及其微观本质的格点QCD研究进展,最后给出总结.
丁亨通黄玮平李胜泰
关键词:格点量子色动力学手征对称性
强磁场下赝标量介子屏蔽质量的格点量子动力学研究
外磁场中强相互作用物质的特性是高能核物理领域中的热门研究课题。强磁场存在于重离子碰撞和早期宇宙中,会导致许多有趣的物理效应,如(反)磁催化效应和手征磁化效应等。强子的关联函数是研究夸克胶子等离子体相变性质的重要物理量,比...
张英杰
关键词:格点量子色动力学
两维量子动力学非微扰性质的研究
量子动力学(QuantumChromodynamics,简称QCD)是描述夸克和胶子间强相互作用的基本理论。四维时空中QCD的非微扰性质存在很多令人困扰的难题,如果能从低维(如两维时空,一维时间和一维空间)可解模型出发...
李晓琳
关键词:量子色动力学
清华大学优秀博士学位论文丛书 量子动力学物质中的重味夸克
本书旨在研究量子动力学物质中的夸克物质。包括研究非相对论量子动力学理论和胶子传播子的重求和理论,并由此引入了重味夸克之间的相互作用势模型。利用重味夸克之间的单胶子交换模型,可以修正由格点场论得到的夸克-反夸克之间的康...
黄国俊
面向下一代对撞机的量子动力学研究
2022年
作为描述强相互作用的基本理论,量子动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)对精确检验标准模型以及寻找新物理有着十分重要的意义.本文从对撞机物理出发,就其所涉及的QCD研究在近年来取得的相关进展,尤其是在固定阶计算与重求和技术、部分子分布函数及其计算等方面取得的进展,以及它们对于搜寻新物理、标准模型精确检验和强子内禀属性研究等领域的作用进行了简要的总结,并在此基础上对相关理论和方法在未来可能的应用以及与其他学科交叉的前景进行了展望.
刘晓辉张建辉
关键词:量子色动力学对撞机喷注强子结构部分子分布函数格点量子色动力学

相关作者

刘觉平
作品数:44被引量:19H指数:1
供职机构:武汉大学物理科学与技术学院
研究主题:量子色动力学 胶子凝聚 胶子 QCD求和规则 量子力学
罗向前
作品数:27被引量:26H指数:3
供职机构:中山大学
研究主题:格点规范理论 QCD 格点 格点QCD 格点量子色动力学
马维兴
作品数:45被引量:16H指数:2
供职机构:中国科学院高能物理研究所
研究主题:英文 QCD 张量胶子球 量子色动力学 核子
周丽娟
作品数:58被引量:60H指数:5
供职机构:广西科技大学
研究主题:英文 QCD DYSON-SCHWINGER方程 张量胶子球 非微扰QCD
黄涛
作品数:48被引量:91H指数:5
供职机构:中国科学院高能物理研究所
研究主题:真空系统 镀膜 量子色动力学 狭缝 中国散裂中子源