Nedokonalá prázdnota: Uväznenie kvarkov a štruktúra vákua kvantovej chromodynamiky

Nedokonalá prázdnota: Uväznenie kvarkov a štruktúra vákua kvantovej chromodynamiky Štefan Olejník Oddelenie komplexných fyzikálnych systémov Fyzikálny ústav SAV Bratislava Dokonalá prázdnota takže se vlastně hovoří o ničem (Stanisław Lem, Doskonała prόżnia, Kraków 1974, čes. Dokonalá prázdnota, Svoboda, Praha 1983) 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 1

Obsah Mendelejevova tabuľka fyziky častíc Základné pojmy teórie silných interakcií: Výlet po Wikipédii so sprievodcom Farba Kalibračná teória Kvantová elektrodynamika Kvantová chromodynamika Asymptotická voľnosť Uväznenie farby Pohľady do vákua kvantovej chromodynamiky Vákuový stav kvantovej teórie Prečo nás zaujíma vákuový stav? Kalibračné polia na mriežke Je QCD ma mriežke iba pre bohatých? Modely uväznenia farby v QCD 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 2

Kapitola I. Mendelejevova tabuľka fyziky častíc 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 3

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 4

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 5

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 6

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 7

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 8

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 9

Kapitola II. Základné pojmy teórie silných interakcií: Výlet po Wikipédii so sprievodcom 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 10

Kapitola II Prechádzka po Wikipedii so sprievodcom 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 11

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 12

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 13

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 14

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 15

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 16

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 17

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 18

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 19

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 20

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 21

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 22

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 23

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 24

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 25

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 26

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 27

Kapitola III. Pohľady do vákua kvantovej chromodynamiky 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 28

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 29

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 30

Z web-stránok Dereka Leinwebera 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 31

Prečo nás zaujíma vákuový stav? Podstatná informácia sa skrýva vo vákuových stredných hodnotách polí: Formulácia cez dráhové integrály: Wickova rotácia: Praktický výpočet: iba na mriežke. 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 32

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 33

Príklad 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 34

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 35

Prechod na časopriestorovú mriežku Spojitý priestor nahradíme mriežkou (napr. hyperkubickou) s mriežkovou konštantou a. Fyzikálne polia v spojitých bodoch časopriestoru nahradíme poľami, definovanými na prvkoch mriežky (v uzloch, na spojoch, na plaketách, atď.). Systém vložíme do konečného objemu V = L 3 T a naň naložíme vhodné, obyčajne (anti)periodické okrajové podmienky. 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 36

Na čo slúži mriežka? Matematicky korektná definícia dráhového integrálu. Neporuchová regularizácia kvantovej teórie poľa, odrezané sú hybnosti p O(1/a). Výpočet dráhového integrálu je možné uskutočniť numericky, bez použitia poruchovej teórie. Lokálna kalibračná invariantnosť je zachovaná, rotačná a translačná invariantnosť je (sčasti) narušená. S chirálnou symetriou sú problémy. 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 37

Kalibračné polia na mriežke Fyzikálne premenné: Tenzor poľa: Kalibračná invariantnosť: 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 38

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 39

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 40

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 41 M. Savage, Confinement IX Conf., 2010

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 42

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 43

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 44

Modely uväznenia farby v QCD Prvý prístup: snažiť sa nahradiť konfigurácie kalibračných polí [SU(N) matice na spojoch mriežky] niečím jednoduchším, čo reprodukuje podstatné javy fyziky uväznenia: Abelovské monopóly. Centrálne vortexy. Instantóny. Meróny. Druhý prístup: hľadať, aká časť konfiguračného priestoru kalibračnej teórie spôsobuje nekonečnú energiu izolovaných farebných nábojov a lineárny rast potenciálu medzi statickým kvarkom a antikvarkom. Gribovov Zwanzigerov mechanizmus. Kugovo Ojimovo kritérium. (http://www.wolfram.com) 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 45

Príbeh o slepcoch a slonovi 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 46

Príbeh o slepcoch a slonovi 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 47

6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 48

Ďakujem za pozornosť a trpezlivosť! 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 49

Za podporu vďačím Vedeckej grantovej agentúre MŠ SR a SAV (projekt VEGA č. 2/0070/09), Európskemu fondu regionálneho rozvoja v rámci Operačného programu Veda a výskum (projekt CE QUTE ITMS č. 26240120009) a v rámci Centra excelentnosti SAV QUTE. 6.10.2010 Kolokvium, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, ČVUT v Praze 50