SAPIENZA
Università di Roma

Domanda di finanziamento professori visitatori

Anno: 2011 - prot. C26V10EYA4

1. Dati Generali



1.1 Docente che propone l'invito

TESTA
(cognome) 
Massimo
(nome) 
Prof. Ordinario
(qualifica) 
08/11/1946
(data di nascita) 
SCIENZE MATEMATICHE FISICHE e NATURALI
(facoltà) 
FISICA
(dip/istit) 
Piazzale Aldo Moro, 5
00185 ROMA

(indirizzo) 
24289
(telefono) 
06-4454749
(fax) 
massimo.testa@roma1.infn.it
(e-mail) 




1.3 Docente da invitare

Cognome   Jansen     
Nome   Karl     
Qualifica   Staff member of DESY Theory group  equiparabile a   prof. Ordinario 
Data di nascita   07/05/1958     
Telefono   49-33762-77286     
Fax   49-33762-77419     
E-Mail   Karl.Jansen@desy.de     
Università o Istituzione   DESY     
Indirizzo   Platanenalle 6     
Città   15738 Zeuthen     
Stato   GERMANY     


1.4 Curriculum vitae e pubblicazioni più significative

7.5.1958 Day of birth
1964 - 1969 Grammer School in Hochneukirch
1969 - 1978 St¨adtisches Gymnasium Rheydt-Odenkirchen
1978 German Abitur
1978 Study of Physics at Technische Hochschule Aachen
1979 Fellowship of “Studienstiftung des Deutschen Volkes”
1980 - 1982 Civil Service
1982 Vordiploma (B.S.) in Physics
1986 Diploma (M.S.) in Theoretical Elementary Particle Physics at Technical University of Aachen
Title of thesis: “Study of the Higgs Phase Transition in U(1)-Lattice Gauge Theory with Scalar Field”
1986 Start of Ph.D. work about lattice Higgs models
June 1988 Dissertation in Theoretical Particle Physics at Technical University of Aachen Title: “Investigation of the upper bound for the Higgs boson mass on the lattice”
July 1988 Post Graduate Researcher at HLRZ Julich
October 1990 Research fellow position at UCSD, La Jolla, USA
September 1993 Research assistent at DESY, Hamburg
January 1995 Habilitation at University of Hamburg
Title: “Domain Wall Fermions and Chiral Gauge Theories”
March 1995 Heisenberg-Fellowship
December 1996 CERN, Geneve, Switzerland with
Scientific Associate Fellowship
October 2000 Leader of Research Group Particle Physics at the John von Neumann-Institute of Computing
October 2007 Staff member of DESY Theory group

Fellowships
1978 - 1985 Fellowship of the “Studienstiftung des Deutschen Volkes”
(German National Scholarship Foundation)
1995 Heisenberg Fellowship of the DFG (German Research Association)
1996 CERN Fellowship as Scientific Associate

Professional Activities

Journal editor Computational Science and Discovery
Journal referee Phys.Rev.Lett., Phys.Lett.B, Nucl.Phys.B.,
Phys.Rev.D, EPL, JHEP

Speaker role
Speaker of German Lattice Forum (LatFor)
Speaker of the European Twisted Mass Collaboration (ETMC)
Deputy Speaker of German Sonderforschungsbereich SFB/TR-9
“Computer aided Theoretical Particle Physics”
Board member of the International Lattice Data Grid (ILDG)
Scientific board member of the PetaQCD pro ject
Expert role STFC, United Kingdom
DOE, United States
Swiss National Fonds, Switzerland
Austrian National Fonds, Austria
Chaires d’excellence, France

Three important publications

European Twisted Mass Collaboration, P. Boucaud et. al.,
Dynamical twisted mass fermions with light quarks,
Phys. Lett. B650 (2007) 304–311 [http://arXiv.org/abs/hep-lat/0701012hep-lat/0701012].
European Twisted Mass Collaboration, C. Alexandrou et. al.,
Light baryon masses with dynamical twisted mass fermions,
Phys. Rev. D78 (2008) 014509 [http://arXiv.org/abs/0803.31900803.3190].
European Twisted Mass Collaboration, B. Blossier et. al.,
Light quark masses and pseudoscalar decay constants from Nf=2
Lattice QCD with twisted mass fermions,
JHEP 04 (2008) 020 [http://arXiv.org/abs/0709.45740709.4574].

I am the author of a total of 186 scientific publications which have been cited 4427 times (as
of April 2009 and according to the Spires data base http://www.slac.stanford.edu/spires/hep/).
100 of these publications have appeared in in peer reviewed international journals, 86 are
contributions to proceedings of international conferences and schools including a number of
invited plenary talks.


1.5 Sintesi del progetto di ricerca


Controllare le interazioni forti è un obbiettivo essenziale sia per capire la fisica adronica e nucleare che per poter essere in grado di estrarre dai dati i parametri liberi del Modello Standard (MS) con l'accuratezza necessaria per identificare eventuali segnali di nuova Fisica, in particolare negli esperimenti a LHC.
La QCD su reticolo offre un quadro contettuale rigoroso e un approccio computazionale accurato e flessibile per il calcolo delle grandezze legate alla fisica delle interazioni forti. Fra le varie formulazioni reticolari della QCD sviluppate nella letteratura ci concentriamo qui sulla quella proposta da R. Wilson, in cui il problema dei “doublers” dei fermioni è risolto aggiungendo all'azione fermionica discretizzata il cosiddetto “termine di Wilson”. Quest'ultimo dà ai doublers una massa che diverge quando il passo reticolare va a zero, con il loro conseguente disaccoppiamento, ma ha lo svantaggio di rompere l'invarianza chirale (globale) della teoria [1,2]. Tenere sotto controllo gli effetti di discretizzazione e recuperare la simmetria chirale nel limite continuo [3] sono i due problemi chiave che vanno affrontati nell'ambito di questa formulazione. Molti approcci sono stati proposti per risolvere l'uno, l'altro o entrambi questi problemi. Qui ci limiteremo a considerare solo lo schema di regolarizzazione dei fermioni di Wilson offerto dalla cosiddetta formulazione “massimament twistata” in cui il termine di Wilson (che dà massa ai “doublers”) non è parallelo al termine di massa dei quarks, ma è chiralemente ruotato rispetto a quest'ultimo [4]. La LQCD di Wilson a twist massimo è stata dimostrata [5] essere una regolarizzazione in cui
1) tutte le osservabili fisiche sono automaticamente migliorate a O(a) [6],
2) a massa non nulla dei quarks il determinante fermionico è una quantità definita positiva [7],
3) si possono introdurre coppie di quarks anche con masse non degeneri, si potrà così avere una regolarizzazione migliorata a O(a) e unitaria che include due quarks leggeri (degeneri, up e down) più una coppia di quarks pesanti non degeneri (strange e charm) [8],
4) al prezzo di avere una teoria ad azione mista (quindi violazioni di unitarietà di O(a^2)) si può superare il problema del mescolamento fra operatori di chiralità diversa nella costruzione dell'Hamiltoniana debole su reticolo che affligge la formulazione standard di Wilson [3]. E' necessario introdurre oltre al mare di quarks massimamente twisted, quarks di valenza di tipo Osterwalder-Seiler con parametri di Wilson opportunamente arrangiati [9].
Con uno sforzo coordinato, che ha coinvolto scienziati di molti paesi europei, è stata portata avanti una simulazione su larga scala di LQCD con quarks unquenched up e down (e masse corrispondenti a pioni con 250 < m_pi < 550 MeV) che ha confermato tutte le aspettative teoriche sopra menzionate [5]. La European Twisted Mass Collaboration (ETMC) ha ottenuto risultati precisi per molte osservabili adroniche, come le costanti di decadimento dei mesoni, le masse dei quarks leggeri, il condensato chirale, le masse dei barioni, il termine sigma dei nucleoni, la massa dell'eta', i fattori di forma del pione e del nucleone [10]. Inoltre, recentemente è stato proposto un metodo per estrapolare dati ottenuti da simulazioni con quarks nella regione fra una e due volte la mass del charm, fino alla massa del quark b, basata sull'uso di rapporti di osservabili che hanno un valore ben preciso e noto nel limite di massa infinita del quark pesante. Il metodo ha consentito di calcolare con un'accurateza di qualche percento la massa del quark b e le costanti di decadimento dei mesoni B e B_s [11].

Riferimenti bibliografici

[1] K.G. Wilson, Phys. Rev. D10 (1974) 2445.
[2] H.B. Nielsen and M. Ninomiya, Nucl. Phys. B185 (1981) 20 [Erratum-ibid. B195 (1982) 541].
[3] M. Bochicchio, L. Maiani, G. Martinelli, G.C. Rossi and M. Testa, Nucl. Phys. B262 (1985) 331.
[4] R. Frezzotti, P.A. Grassi, S. Sint and P. Weisz, JHEP 0108 (2001) 058.
[5] Ph. Boucaud et al., Phys. Lett. B650 (2007) 304;
B. Blossier et al., JHEP 0804 (2008) 020;
Ph. Boucaud et al., Comput. Phys. Commun.179 (2008) 695;
C. Alexandrou et al. Phys. Rev. D78 (2008) 014509;
P. Dimopoulos et al., PoSLAT2007:102(2007);
V. Bertone et al., PoS LAT2009:258,2009;
R. Baron et al., arXiv:0911.5061 [hep-lat];
M. Constantinou et al., arXiv:1004.1115 [hep-lat];
P. Dimopoulos, R. Frezzotti, C. Michael, G.C. Rossi, C. Urbach, Phys. Rev. D81:034509,2010.
[6] R. Frezzotti and G.C. Rossi, JHEP 0408 (2004) 007.
[7] R. Frezzotti, P.A. Grassi, S. Sint and P. Weisz, JHEP 0108 (2001) 058.
[8] R. Frezzotti and G.C. Rossi, Nucl. Phys. (Proc. Suppl. B] 128 (2004) 193.
[9] R. Frezzotti and G.C. Rossi, JHEP 0410 (2004) 070.
[10] K. Jansen, C. Michael and C. Urbach, Eur. Phys. J. C58 (2008) 261;
P. Dimopoulos et al., PoS LATTICE2008 (2008) 271;
B. Blossier at al., PoS LATTICE2008:285,2008;
C. Alexandrou et al., PoS LATTICE2008:139,2008;
R. Frezzotti, V. Lubicz and S. Simula, Phys.Rev.D79:074506,2009.
[11] B. Blossier et al., JHEP 1004:049,2010 and arXiv:0911.3757.


1.6 Obiettivi e risultati attesi


Come sopra ricordato, gli obbiettivi generali che la ETMC si è posta in questi anni sono stati quelli di calcolare i parametri caratteristici delle interazioni forti (masse dei mesoni e dei barioni, fattori di forma, costanti di decadimento mesoniche, ecc.), e tutte quelle ampiezze adroniche la cui conoscenza è essenziale nei tests di precisione del Modello Standard e nella ricerca di nuova fisica a LHC.
Nei sei mesi che coprono la durata della visita del Prof. Jansen si prevede di estendere le simulazioni di QCD su reticolo effettuate con una coppia di quarks dinamici, leggeri e degeneri in massa (quarks up e down) al caso realistico in cui accanto a questi ultimi è presente una seconda coppia di quarks più pesanti e non-degeneri in massa (quarks strange e charm). Il progetto prevede il calcolo delle costanti di rinormalizzazione degli operatori fermioni a due e a quattro quarks e la determinazione di un certo numero di parametri delle interazioni forti (quali masse adroniche e costanti di decadimento mesoniche).


1.7 Durata della visita

Numero di giorni previsti

 
180 


2. Preventivo di spesa




2.1 Soggiorno

Contributo richiesto per il soggiorno

 
€ 15.000 

il 10% dell'importo graverà sul bilancio del dipartimento ospitante a titolo di cofinanziamento


2.2 Data prevista per la visita

Data presumibile:

 
ottobre 2011 



2.3 La ricerca è inserita in un progetto internazionale?

La ricerca che verrà svolta nell'ambito del presente progetto si inquadra nel più vasto contesto delle attività scientifiche internazionali della European Twisted Mass Collaboration (ETMC). In uno sforzo coordinato con altri ricercatori senior attivi nel campo delle teorie di gauge su reticolo (fra i quali il Prof. K. Jaunsen, il Prof. C. Michael, il Prof. G.C. Rossi e il Prof. G. Martinelli), la ETMC è stata sviluppata, a partire dal 2004, con la creazione di una articolata rete di relazioni scientifiche fra Istituti di ricerca e Università Europei, con lo scopo di portare avanti un vasto programma di simulazioni della QCD su reticolo con fermioni di Wilson “massimamente twistati”. Attualmente la Collaborazione vede la partecipazione di circa 50 ricercatori provenienti da più di dieci paesi Europei.


2.4 Eventuali precedenti finanziamenti ottenuti dal proponente

Cognome  Nome  Nazione  Università di provenienza  Anno finanziario  Situazione visita  Relazione visita effettuata 


2.5 Relazione dell'ultima visita finanziata al richiedente con eventuali pubblicazioni




3. Parere del Dipartimento del responsabile

contenente l'assunzione dell'impegno alla copertura finanziaria del 10% del contributo totale richiesto a titolo di cofinanziamento

Data delibera:   08/09/2010  Parere:   POSITIVO 




Firma

 
...................  

Data 21/09/2010 11:14