格点色动力学数值模拟的优化算法研究及应用

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格点色动力学作为一种基于第一原理研究QCD的非微扰理论,其重要性不言而喻。本文基于利用twisted mass费米子作用量研究粲偶素辐射跃迁的工作,针对其中一些数值模拟的细节和尚未完全解决的问题提出了方案。  费米子矩阵的求逆运算是贯穿整个格点数值模拟过程的基本运算单位。通过收缩谱空间技术来改进费米子矩阵的条件数,原则上可以提高迭代运算的效率。如果不考虑预处理谱空间信息的代价,这种改进方案是非常诱人的。  物理过程中如果涉及到湮灭图或者非连通图,由于Wick收缩后作傅立叶变换的空间求和时,涉及到的传播子通常不处于同一行或者同一列,因而会面临所谓的求解all-to-all传播子困难。在随机源方案中,我们给所有点对点传播子的两端配上随机相位并叠加起来获得随机源传播子。将两组这样的随机源传播子乘到一起并展开,可以得到大量点对点传播子乘积的叠加。如果某一项的两条传播子刚好首尾相连形成圈,则随机相因子彼此共轭相消,这样的项属于关联函数,是我们想要的。如果两条传播子不相连或者相连不闭合,则会有一个剩余相因子,最终被统计量压低。  内插场算符通常包含高频谱模式是导致模拟信噪比低下的重要原因,通过模糊技术可以过滤高频模式,以改善信号。而模糊技术中所用到的拉普拉斯算符是个只与规范场有关的运算操作,而与被模糊的源完全无关,因此,我们可以对拉普拉斯算符作提取谱信息的预处理,该技术被称作“蒸馏”。
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