Gitter Quanten-Chromodynamik

Stark gekoppelte Quantenfeldtheorien, wie die Quanten-Chromodynamik (QCD), die Theorie der starken Wechselwirkung, bedürfen nicht störungstheoretischer Methoden. Die Gitter QCD ist eine solche Methode, bei der die QCD in der Pfadintegral-Quantisierung in euklidischer Raum-Zeit mit Hilfe von exakten Monte-Carlo Methoden bearbeitet wird.

Mit Hilfe der Gitter-QCD können Größen wie Hadron-Massen und Matrix-Elemente ausgerechnet werden, die der Störungstheorie nicht zugänglich sind. Daher kann die Gitter-QCD wichtige Beiträge zum Verständnis der Struktur von Hadronen machen, aber auch das Wissen z.B. zur Unitarität der CKM Matrix voranbringen.

Die Monte-Carlo Methoden, die in der Gitter-QCD zur Anwendung kommen, benötigen ein große Menge an Computer Resourcen. Daher beschäftigen sich Forscher, die an der Gitter-QCD interessiert sind auch immer mit der Entwicklung effizienter Algorithmen und deren Implementierung auf Hochleistungsrechnern, wie sie beispielsweise am Gauss-Rechenzentrum am Forschungszentrum Jülich installiert sind.