Lattice Methods for Quantum Chromodynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:World Scientific Publishing Co Pte Ltd

作者:DeGrand, Thomas A.

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2006-9

价格:$ 125.43

装帧:HRD

isbn号码:9789812567277

丛书系列:

图书标签:

Quantum Chromodynamics
Lattice QCD
Computational Physics
High Energy Physics
Particle Physics
Theoretical Physics
Numerical Methods
Hadron Physics
Strong Interaction
QCD

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到图书目录大全

book.wenda123.org

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

Numerical simulation of lattice-regulated QCD has become an important source of information about strong interactions. In the last few years there has been an explosion of techniques for performing ever more accurate studies on the properties of strongly interacting particles. Lattice predictions directly impact many areas of particle and nuclear physics theory and phenomenology. This book provides a thorough introduction to the specialized techniques needed to carry out numerical simulations of QCD: a description of lattice discretizations of fermions and gauge fields, methods for actually doing a simulation, descriptions of common strategies to connect simulation results to predictions of physical quantities, and a discussion of uncertainties in lattice simulations. More importantly, while lattice QCD is a well-defined field in its own right, it has many connections to continuum field theory and elementary particle physics phenomenology, which are carefully elucidated in this book.

好的，这是一本关于特定主题的图书简介，旨在详细介绍其内容，同时避免提及《Lattice Methods for Quantum Chromodynamics》这本书本身。 --- 强相互作用物理的数值模拟：一个多维度视角图书简介本书深入探讨了强相互作用物理学（Quantum Chromodynamics, QCD）这一复杂领域的数值模拟方法，聚焦于理论框架下如何通过计算手段揭示夸克和胶子在核子及原子核内部的动态行为。全书旨在为研究生、研究人员以及对理论物理计算感兴趣的专业人士提供一个全面且详尽的指南，介绍从基础理论构建到先进算法实现的完整流程。第一部分：理论基石与背景在介绍具体计算方法之前，本书首先回顾了量子场论的基本原理，特别是规范场论在描述强相互作用中的核心地位。我们详细阐述了QCD的基本拉格朗日量，并讨论了其在不同能标下的特征，特别是渐近自由和夸克禁闭现象。一个关键章节致力于系统地解析微扰论在QCD中的局限性，特别是对于低能强耦合区域。这为我们转向非微扰方法，即数值模拟的必要性奠定了理论基础。我们详细梳理了正则化和重整化的概念，并探讨了它们在处理量子涨落和无限大问题中的作用。第二部分：离散化与格点化方法本书的核心内容之一是详尽介绍如何将连续的闵可夫斯基时空转化为离散化的欧几里得格点结构。这一步骤是所有格子计算的起点。我们深入探讨了格点选择的几何考量，包括晶格常数、体积的选取对物理结果的敏感性。离散化方案的比较：我们详细分析了构建格点费米子理论的挑战，重点对比了Wilson、Staggered、Kogut-Susskind以及更现代的Overlap和Domain Wall费米子方案的优缺点。对于每种方案，我们不仅解释了其数学形式，更重要的是分析了它们引入的数值伪影，如“签子问题”（Sign Problem）在费米子理论中的体现，以及如何通过特定方案来最小化这些问题。作用量与泛函积分：书中详细推导了在欧几里得时空下QCD作用量在格点上的离散化形式。随后的章节聚焦于如何利用蒙特卡洛方法来计算格点上的路径积分，这是连接理论预测与实验观测的桥梁。我们讲解了如何将格林函数和期望值转化为对配置空间测度的积分。第三部分：蒙特卡洛算法与采样技术数值模拟的有效性在很大程度上依赖于高效的采样算法。本部分是本书的另一重点，详细介绍了用于生成配置的各种马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）方法。标准算法的实现：我们首先介绍了Metropolis算法及其在格点QCD中的应用。随后，本书重点讨论了更先进的、适用于费米子系统的算法，特别是混合蒙特卡洛（Hybrid Monte Carlo, HMC）算法。HMC的推导被详尽展开，包括其核心的“洋基步”（leapfrog integration）的数值稳定性分析，以及如何有效地计算费米子行列式的更新。克服采样瓶颈：针对低质量子（light quark）模拟中常见的采样效率低下问题，本书提供了应对策略。这包括对刷新步长（step size）的优化，以及引入域分解（Domain Decomposition）等并行计算策略来加速HMC过程。我们还探讨了如何使用预处理技术（preconditioners）来加速迭代求解线性方程组，这是计算格点逆矩阵的关键步骤。第四部分：物理量的提取与分析成功生成配置后，如何从这些海量数据中提取可观测量是至关重要的环节。能谱计算：书中详细介绍了如何计算介子和重子的质量谱。这涉及到对传播函数的构建和分析，特别是如何通过拟合时间相关的格点函数来提取粒子的结合能和质量。我们还讨论了如何处理边界条件效应，以及如何通过系统地改变体积和动量来外推到连续、无限大的体积极限。核子结构与电荷密度：进一步，本书探讨了如何利用格点计算来探究强子内部的结构，如夸克-胶子组分。这包括计算电荷半径、坡印亭（Poynting）矢量流以及各种矩（moments）。我们讲解了“碎裂函数”（Splitting Functions）和“部分子分布函数”（Parton Distribution Functions, PDFs）在格点上的初步计算方法，尽管这些需要更复杂的工具和分析。第五部分：并行计算与性能优化现代格点QCD计算已经完全依赖于大规模并行计算架构。本书的最后部分聚焦于实际的工程实现。我们讨论了如何将格点算法映射到高性能计算（HPC）环境，特别是CPU集群和GPU加速器上。重点分析了数据局部性和通信开销在HMC等算法中的影响。关于通信模式的优化（如使用MPI或CUDA的特定库），以及如何设计高效的内存访问策略，以最大化计算吞吐量，都有详细的论述和案例分析。结论：本书不仅是一本关于数值方法的教科书，更是一份关于如何将抽象的量子场论转化为可计算、可验证的物理图像的操作手册。通过对理论、算法、实现和数据分析的系统性梳理，读者将能够掌握在当代理论物理前沿进行强相互作用物理研究所需的关键技术。