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슈퍼컴퓨터가 3D로 물질의 청사진을 잠금 해제합니다
물리학 슈퍼컴퓨터가 3D로 물질의 청사진을 공개하다 저자: Joseph McClain, Thomas Jefferson National Accelerator Facility2025년 1월 7일
핵 원자 입자 물리학 예술 물리학자들은 양자 색역학과 집중적인 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 아원자 세계에 깊이 파고들어 양성자의 역동적인 내부 작용을 탐구하고 있으며, 잠재적으로 물질의 구성 요소를 이해하는 방식에 혁명을 일으키고 있습니다. 출처: SciTechDaily.com
물리학자들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여 양성자와 중성자의 구조에 대한 3차원적 그림을 구축하고 있습니다. 과학자 팀은 하드론의 내부 구성 요소를 매핑하는 데 있어 흥미로운 진전을 이루었습니다. 그들은 복잡한 양자 색역학과 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 쿼크와 글루온이 양성자 내에서 어떻게 상호 작용하는지 탐구하여 양성자의 스핀과 내부 에너지 분포와 같은 미스터리를 풀고자 했습니다. 파튼 풍경 공개 우리가 고체 물질이라고 생각하는 것의 깊은 곳에는 역동적이고 끊임없이 변화하는 풍경이 있습니다. 원자핵의 핵심 구성 요소 인 양성자 와 중성자를 포함하는 하드론이라는 입자는 상호 작용하는 쿼크와 글루온 의 난류 혼합물로 구성되어 있으며 , 이를 총칭하여 파톤이라고 합니다.
HadStruc Collaboration으로 알려진 물리학자 팀은 이러한 파톤을 매핑하고 파톤의 상호 작용이 어떻게 하드론을 생성하는지 밝히기 위해 노력하고 있습니다. 미국 에너지부의 Thomas Jefferson National Accelerator Facility에 있는 이 그룹은 이러한 복잡한 상호 작용을 설명하는 수학적 프레임워크를 개발해 왔습니다. 그들의 최신 연구는 최근 Journal of High Energy Physics 에 게재되었습니다 .
제퍼슨 랩 데이터 센터 HadStruc Collaboration의 핵 이론가들은 Jefferson Lab의 데이터 센터에 있는 기계를 포함하여 슈퍼컴퓨터를 사용하여 파톤의 상호작용에 대한 수학적 설명을 연구해 왔습니다. 출처: Jefferson Lab 사진/Aileen Devlin HadStruc 협업
HadStruc Collaboration은 Jefferson Lab Theory Center와 인근 대학을 기반으로 하는 그룹입니다." Jefferson Lab의 Center for Theoretical and Computational Physics에서 박사후 연구원으로 일하는 HadStruc 회원 Joseph Karpie가 말했습니다. "William & Mary와 Old Dominion University에 몇몇 사람들이 있습니다." 논문의 공동 저자인 다른 협업 멤버는 Jefferson Lab 과학자 Robert Edwards, Colin Egerer, Eloy Romero 및 David Richards입니다. William & Mary Department of Physics는 Hervé Dutrieux, Christopher Monahan 및 Kostas Orginos가 대표하며, Jefferson Lab에서 공동 직책을 맡고 있습니다. Anatoly Radyushkin도 Old Dominion University에 소속된 Jefferson Lab 공동 교수이며, Savvas Zafeiropoulos는 프랑스의 Université de Toulon에 있습니다. 양자력과 양성자 구조 하드론의 구성 요소인 파톤은 중력, 전자기력, 입자 붕괴에서 관찰되는 약력과 함께 자연의 네 가지 기본 힘 중 하나인 강력에 의해 결합됩니다.
카르피는 HadStruc Collaboration의 구성원들이 전 세계의 많은 이론 물리학자들처럼 양성자 내에서 쿼크와 글루온이 어디에 어떻게 분포되어 있는지 알아내려고 노력하고 있다고 설명했습니다. 이 그룹은 격자 양자 색역학(QCD)으로 알려진 수학적 접근 방식을 사용하여 양성자가 어떻게 구성되는지 계산합니다. 윌리엄 앤 메리 대학의 박사후 연구원인 듀트리외는 이 그룹의 논문이 QCD 렌즈를 통해 하드론 구조를 이해하는 3차원적 접근 방식을 개략적으로 설명한다고 설명했습니다. 이 접근 방식은 슈퍼컴퓨터 계산을 통해 수행되었습니다.
3D 개념은 일반화된 파톤 분포(GPD)의 개념에 기반을 두고 있습니다. GPD는 1차원 파톤 분포 함수(PDF)를 통해 시각화된 구조보다 이론적 이점을 제공하는데, 이는 오래된 QCD 접근 방식입니다. 양성자 스핀과 에너지 이해 "음, GPD는 양성자에 대한 큰 의문 중 하나인 스핀이 어떻게 발생하는지 설명할 수 있다는 점에서 훨씬 더 뛰어납니다." Dutrieux가 말했습니다.
"1차원 PDF는 그것에 대해 매우, 매우 제한된 그림을 제공합니다." 그는 양성자가 두 개의 업 쿼크와 한 개의 다운 쿼크의 첫 번째 근사치로 구성되어 있다고 설명했습니다. 이를 가치 쿼크라고 합니다. 가치 쿼크는 강력한 힘의 상호 작용에서 생성된 가변적인 글루온 명단에 의해 매개되며, 이는 쿼크를 서로 붙이는 역할을 합니다. 이러한 글루온과 쿼크-반쿼크 쌍(일반적으로 가치 쿼크와 구별할 때 쿼크-반쿼크의 바다로 표시됨)은 지속적으로 생성되고 강력한 힘으로 다시 분해됩니다. 양성자 스핀에 대한 놀라운 깨달음 중 하나는 1987년에 실험적 측정을 통해 쿼크의 스핀이 양성자 전체 스핀의 절반에도 미치지 못한다는 것이 입증되었을 때였습니다. 사실, 양성자 스핀의 많은 부분은 글루온 스핀과 궤도 각운동량의 형태로 파톤의 운동에서 발생할 수 있습니다. 이 상황을 명확히 하려면 여전히 많은 실험적 및 계산적 노력이 필요합니다.
Dutrieux는 "GPD는 이 궤도 각도 부분에 접근하고 양성자의 스핀이 쿼크와 글루온에 어떻게 분포되는지에 대한 확고한 근거를 제시할 수 있는 유망한 기회"라고 언급했습니다. 그는 GPD를 통해 협업에서 해결하고자 하는 또 다른 측면은 에너지 모멘텀 텐서라는 개념이라고 말했습니다. "에너지 모멘텀 텐서는 실제로 양성자 내부에서 에너지와 모멘텀이 어떻게 분포되는지 알려줍니다." 듀트리외가 말했다.
"그것은 양성자가 중력과 어떻게 상호 작용하는지도 알려줍니다. 하지만 지금은 물질의 분포를 연구하고 있을 뿐입니다." 계산 과제와 혁신 언급했듯이, 이 정보에 접근하려면 슈퍼컴퓨터에서 정교한 계산이 필요합니다. 새로운 접근 방식을 개발한 후, 이론가들은 이론과 그 가정에 대한 65,000번의 시뮬레이션을 수행하여 이를 테스트했습니다. 이 엄청난 수의 계산은 Texas Advanced Computer Center의 Frontera와 Oak Ridge Leadership Computing Facility의 Frontier 슈퍼컴퓨터에서 수행되었습니다. Oak Ridge Leadership Computing Facility는 Oak Ridge National Laboratory의 DOE Office of Science 사용자 시설입니다.
이 숫자에는 350개의 무작위로 생성된 글루온 컬렉션의 배경에서 수행된 다른 운동량으로 움직이는 양성자의 186개 시뮬레이션이 포함되었습니다. 이 계산에는 이러한 시설의 프로세서가 수백만 시간 동안 집합적으로 실행되어야 했습니다. 이러한 결과의 최종 분석은 Jefferson Lab의 더 작은 슈퍼컴퓨터에서 완료되었습니다. 이 작업의 결과는 이론가들이 개발한 3D 접근 방식에 대한 강력한 테스트였습니다. 이 테스트는 DOE의 Quark-Gluon Tomography(QGT) Topical Collaboration에 대한 중요한 이정표 결과입니다. "이것이 우리의 원리 증명이었습니다. 우리는 이러한 입자에 대해 이미 알고 있는 바에 근거하여 이러한 시뮬레이션의 결과가 합리적으로 보일지 알고 싶었습니다."라고 Karpie는 말했습니다.
"다음 단계는 이러한 계산에서 사용한 근사치를 개선하는 것입니다. 이는 계산 시간 측면에서 계산적으로 100배 더 비쌉니다."라고 Karpie는 말했습니다. 하드론 연구의 새로운 전선 Karpie는 HadStruc Collaboration의 GPD 이론이 이미 전 세계 고에너지 시설에서 실험되고 있다고 지적했습니다. GPD를 통해 하드론 구조를 조사하는 두 가지 프로세스인 깊은 가상 콤프턴 산란(DVCS)과 깊은 가상 중간자 생성(DVMP)이 Jefferson Lab 및 기타 시설에서 수행되고 있습니다.
Karpie와 Dutrieux는 이 그룹의 작업이 롱아일랜드의 DOE Brookhaven National Laboratory에 건설 중인 입자 가속기인 Electron-Ion Collider(EIC)의 실험 목록에 포함될 것으로 예상합니다. Jefferson Lab은 이 프로젝트에서 Brookhaven National Laboratory와 협력했습니다. EIC는 오늘날의 계측기가 신호를 잃기 시작하는 지점을 넘어서서도 하드론을 조사할 수 있을 만큼 강력할 것으로 예상되지만, 하드론이 조립되는 구조를 탐구하는 일은 EIC가 온라인에 접속될 때까지 기다리지 않을 것입니다. "제퍼슨 랩에서 새로운 실험을 몇 가지 진행 중입니다. 그들은 지금 데이터를 수집하고 있으며, 우리의 계산과 비교할 수 있는 정보를 제공하고 있습니다." 카피가 말했습니다. "그리고 나서 EIC에서 더 나은 정보를 구축하고 얻을 수 있기를 바랍니다. 이 모든 것이 이 진행 사슬의 일부입니다."
QCD 실험의 미래 HadStruc Collaboration 구성원은 Jefferson Lab 및 기타 시설에서 QCD 이론 작업의 추가 실험적 응용 프로그램을 모색하고 있습니다. 이에 대한 한 가지 예는 수십 년 동안 손에 쥐고 있던 데이터의 더 정확한 결과를 계산하기 위해 슈퍼컴퓨터를 사용하는 것입니다. 카피는 실험자들보다 몇 걸음 앞설 수 있기를 바란다고 덧붙였다. "QCD는 항상 실험보다 뒤처져 있습니다. 우리는 보통 무슨 일이 일어나고 있는지 예측하는 대신 사후 예측을 했습니다 ." 카피가 말했습니다. "그래서 지금 우리가 실제로 앞서나갈 수 있다면, 즉 실험자들이 아직 할 수 없는 일을 할 수 있다면, 꽤 멋질 겁니다."
참고문헌: Hervé Dutrieux, Robert G. Edwards, Colin Egerer, Joseph Karpie, Christopher Monahan, Kostas Orginos, Anatoly Radyushkin, David Richards, Eloy Romero, Savvas Zafeiropoulos 및 HadStruc 협업을 대신하여 작성한 "Towards unpolarized GPDs from pseudo-distributions", 2024년 8월 21일, Journal of High Energy Physics . DOI: 10.1007/JHEP08(2024)162
이 작업의 일부는 Jefferson Lab의 Lab Directed Research & Development 프로그램의 지원을 받았습니다. LDRD 프로그램은 DOE 임무와 관련된 과학 및 기술의 최전선에 있는 이니셔티브를 지원하는 데 연구실 연구 노력의 일부를 바칩니다. 지원 기금 제공자, 조직 및 슈퍼컴퓨팅 리소스의 전체 목록은 저널 기사에서 확인할 수 있습니다.
https://scitechdaily.com/supercomputers-unlock-matters-blueprint-in-3d/
메모 2501080408 소스1.분석중_【】
1.슈퍼컴퓨터가 3D로 물질의 청사진을 공개하다.
물리학자들은 양자 색역학과 집중적인 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 아원자 세계에 깊이 파고들어 양성자의 역동적인 내부 작용을 탐구하고 있으며, 잠재적으로 물질의 구성 요소를 이해하는 방식에 혁명을 일으키고 있다.
물리학자들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여 양성자와 중성자의 구조에 대한 3차원적 그림을 구축하고 있다. 하드론의 내부 구성 요소를 매핑하는 데 있어 흥미로운 진전을 이루었다.
그들은 복잡한 양자 색역학과 슈퍼컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 쿼크와 글루온이 양성자 내에서 어떻게 상호 작용하는지 탐구하여 양성자의 스핀과 내부 에너지 분포와 같은 미스터리를 풀고자 했다.
2.파튼 풍경 공개
우리가 고체 물질이라고 생각하는 것의 깊은 곳에는 역동적이고 끊임없이 변화하는 풍경이 있다. 원자핵의 핵심 구성 요소인 양성자와 중성자를 포함하는 하드론이라는 입자는 상호 작용하는 쿼크와 글루온의 난류 혼합물로 구성되어 있으며 , 이를 총칭하여 파톤이라고 한다.
HadStruc Collaboration으로 알려진 물리학자 팀은 이러한 파톤을 매핑하고 파톤의 상호 작용이 어떻게 하드론을 생성하는지 밝히기 위해 노력하고 있다. 미국 에너지부는 이러한 복잡한 상호 작용을 설명하는 수학적 프레임워크를 개발해 왔다. 슈퍼컴퓨터를 사용하여 파톤의 상호작용에 대한 수학적 설명을 연구해 왔다.
3.양자력과 양성자 구조
하드론의 구성 요소인 파톤은 중력, 전자기력, 입자 붕괴에서 관찰되는 약력과 함께 자연의 네 가지 기본 힘 중 하나인 강력에 의해 결합된다.
양성자 내에서 쿼크와 글루온이 어디에 어떻게 분포되어 있는지 알아내려고 노력하고 있다고 설명했다. 격자 양자 색역학(QCD)으로 알려진 수학적 접근 방식을 사용하여 양성자가 어떻게 구성되는지 계산한다.
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내용이 내 메모링 분석에서 즉각적으로 잘 정리되지 않아 B 부분을 나중에 다루기로 한다. 우선 앞서 부분에서 얻은 메모를 시작한다.
방금전(30분전, 지금시각:0506) 놀라운 새로운 우주관이 설정되었다. 다중우주는 에너지의 장인 orbit.qms.field이다.
하드론 입자는 단일 우주(우리 우주 같은)이다. 입자의 합으로 에너지를 가지기도 하지만 그것은 궤도의 모습으로 나타난다. 원자각이나 sidems로 보여진다. 입자와 에너지는 서로 닮은꼴을 찾으려는 이중적 속성 때문에 광자와 전자가 입자성과 파동성 2:2 파톤 속성의 상호작용을 한다.
광자가 입자이면서 전자에 파동성과 매핑하려들고 전자도 입자이면서 파동으로 광자의 파동성에 결맞음하려든다. 2:2= ab:ba 비례식에 만족하려든다. 어허.
나무 껍질을 궤도이라하면 나이테를 이룬 모습이 fqo 프코우주이다. 나무의 종류도 많은테니 다중우주의 종류도 많고 그나무도 생명을 가졌다면 숲에서 여러 세대를 걸쳤으리라. 허허.
중요한 사실은 이들이 모두 msbase와 qpeoms 사이를 오가며 증폭되고 사라지기도 한다는 점..영원한 우주에서..허허.
Note 2501080408 Source 1. Analysis_【】
1. Supercomputer Reveals 3D Blueprint of Matter
Physicists are using quantum chromodynamics and intensive supercomputer simulations to delve deep into the subatomic world, exploring the dynamic inner workings of the proton, potentially revolutionizing how we understand the building blocks of matter.
Physicists are using supercomputers to build a three-dimensional picture of the structure of protons and neutrons. They have made exciting progress in mapping the inner workings of hadrons.
They are using complex quantum chromodynamics and supercomputer simulations to explore how quarks and gluons interact within a proton, hoping to solve mysteries such as the proton's spin and internal energy distribution.
2. Parton Landscape Revealed
Deep within what we think of as solid matter lies a dynamic and ever-changing landscape. The core components of the atomic nucleus, protons and neutrons, are particles called hadrons, which are made up of a turbulent mixture of interacting quarks and gluons, collectively called partons.
A team of physicists known as the HadStruc Collaboration is working to map these partons and figure out how their interactions create hadrons. The U.S. Department of Energy has been developing a mathematical framework to describe these complex interactions. Using supercomputers, they have been studying the mathematical description of the parton interactions.
3. Quantum Force and Proton Structure
The partons, which are the building blocks of hadrons, are bound together by the strong force, one of the four fundamental forces of nature, along with gravity, electromagnetism, and the weak force observed in particle decay.
They are trying to figure out where and how quarks and gluons are distributed within a proton, using a mathematical approach known as lattice quantum chromodynamics (QCD) to calculate how the proton is structured.
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The content is not immediately well organized in my memo analysis, so I will cover Part B later. First, let's start with the notes from the previous section.
Just now (30 minutes ago, current time: 0506), an amazing new universe was established. The multiverse is the field of energy, orbit.qms.field.
Hadron particles are a single universe (like our universe). They have energy as a sum of particles, but it appears in the form of an orbit. It is shown as an atomic shell or sidems. Since particles and energy have a dual nature of trying to find similar shapes, photons and electrons interact with particle-wave properties 2:2 parton properties.
The photon, while being a particle, tries to map the wave-like nature of the electron, and the electron, while being a particle, tries to match the wave-like nature of the photon. It tries to satisfy the 2:2=ab:ba proportion. Oh my.
If the bark of a tree is an orbit, the shape of the rings is the fqo fqo universe. Since there are many types of trees, there are many types of multiverses, and if those trees had life, they would have lived for many generations in the forest. Hehe.
The important thing is that they all go back and forth between msbase and qpeoms, amplifying and disappearing...in the eternal universe...hehe.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
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sample qoms (standard)
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sample pms (standard)
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sample msoss
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bddbcbdca
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