一种新方法使用超级计算机计算三个粒子之间的相互作用。它可以帮助物理学家们更多地了解我们宇宙的组成部分。作者:杰斐逊实验室 核物理学的目标是从最简单的组成部分:夸克和胶子来描述所有的物质。在质子和中子的深处,夸克和胶子也以不太常见的构型结合,形成其他亚原子物质粒子。对科学家来说,在实验中产生这些不太常见的粒子是一个有趣的挑战。一种新的理论方法通过预测实验将产生哪些不常见的粒子来帮助这些努力。 描述粒子如何相互作用的理论已经建立得很好,但极其复杂。随着实验中粒子数量的增加,将该理论应用于实验变得越来越具有挑战性。这就是为什么科学家们以前通过严格计算得出的理论预测仅限于两个粒子系统。现在,核物理学家首次从理论上对三粒子系统进行了完整的数值预报。研究人员成功地将新方法应用于一个相对简单的三个带正电介子的情况。介子是一种由夸克和反夸克组成的亚原子粒子。这项工作是原理的证明,为更复杂的计算和更详细地了解构成我们宇宙的粒子奠定了基础。 核物理学家的目标是在美国能源部(DOE)的用户设施连续电子束加速器设施中,生产和研究由轻夸克和胶子构成的粒子的全光谱。这些实验有助于科学家了解夸克和胶子,它们是我们可见宇宙的组成部分。核物理学家利用量子色动力学理论,通过严格的计算来预测实验结果。这些计算以前只限于两个粒子系统,而且这个理论已经很好地描述了许多实验。核理论学家最近发展了一种新的方法来计算三粒子系统相互作用的物理散射振幅或强度。该方法使用超级计算机进行第一组计算。之后,理论家们运用一种成熟的形式主义和一种积分技术来转换计算。该方法产生的数据可与实验结果新方法成功地应用于三个带正电介子的简单情况。核物理学家的目标是将新方法应用于日益复杂的三粒子系统。