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国家中组部青年千人计划人才 丁亨通教授




职      称:教授
博士学位:德国比勒费尔德大学
研究方向:格点量子场论
电子邮件:hengtong.ding@ccnu
电     话:+86-27-67867002
办 公 室:9415
个人主页: http://ioppweb.ccnu.edu.cn/~htding



简历:
     1983 年10月出生,分别于2004年和2006年获得华中师范大学物理专业理学学士和硕士学位,2010年获得德国比勒费尔德大学理学博士学位,随后在美国布 鲁克海汶国家实验室和哥伦比亚大学从事博士后研究工作。2013年10月加入华中师大担任教授并入选中组部第五批“青年千人计划”。目前(至 2014.2),共发表学术论文二十余篇,他引次数一千余次,国际会议邀请报告18次,其中大会告2次。全部文章列表见inSPIRE网站;引用率见inSPIRE网站

研究课题:
     格点量子色动力学理论、强相互作用物质相结构、输运性质,热密物质中强子的性质,高性能并行模拟计算

研究方向简介:

     核 物质在极端条件(高温度高密度)下性质的理论研究和在实验室中寻找在极端条件下产生的新的核物质形态是本世纪高能核物理的重大研究领域之一。它和早期宇宙 学、天体物理以及近代高能物理都有着密切的联系。核物质的基本元素,即夸克与胶子之间的相互作用为强相互作用。强相互作用是自然界中四大基本作用力之一, 它有两个不同于其它三种基本作用力的性质:一是渐进自由(其发现获得了2004年诺贝尔物理学奖); 二为夸克禁闭,即夸克与胶子被束缚在核物质袋中。为了研究夸克禁闭的性质,1957年诺贝尔物理学奖得主李政道先生于上世纪八十年代提出了利用高能重核碰 撞实验来打破夸克禁闭的核物质束缚袋从而有可能产生新的物质形态。现今位于美国纽约长岛的布鲁克海汶(Brookhaven)国家实验室的相对论重离子对 撞机(Relativistic Heavy Ion Collider, RHIC)及欧洲日内瓦核子物理研究中心(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)实验的主要目标之一就是为了研究夸克禁闭的性质及发现新的核物质形态。

     量子色动力学(Quantum Chromo Dynamics, QCD)是描述强相互作用的理论。由于强相互作用具有渐进自由的性质,一般传统的微扰量子色动力学方法不适用于描述夸克长程禁闭的性质。1982年诺贝尔 物理学奖得主K. G. Wilson在上世纪七十年代提出了格点量子色动力学(Lattice QCD)的方法来研究夸克的禁闭性质。 格点量子色动力学是一个从第一原理出发并系统地包含了强相互作用所有性质的数值模拟方法。它首先对验证量子色动力学本身作为一个描述强相互作用的理论有很 重要的价值, 其次它能预言和发现量子色动力学在强耦合长程区域内新的物理现象。

     格点量子色动力学研究需要大量的计算资源, 涉及到高性能并行模拟计算的各个方面。它在各种计算机架构上已经有了很广泛的应用。例如传统的中央处理器(CPU)以及游戏图像处理卡(Graphics Processing Unit, GPU)都可以用来做格点量子色动力学计算。格点量子色动力学计算的应用已经获得了两次世界超级计算机大会Gordon Bell奖的荣誉: 即1998年在QCDSP(Quantum Chromo Dynamics on digital Signal Processors)超级计算机上的应用以及2006年在BlueGene/L超级计算机上的应用。同时格点量子色动力学研究的需求也促进了现代超级计 算机的发展,例如美国IBM公司的深蓝(BlueGene)系列超级计算机最早的原型便是由IBM公司的计算机工程师联合美国哥伦比亚大学、日本理化研究 所、美国布鲁克海汶国家实验室及英国爱丁堡大学的理论物理学家专门为格点量子色动力学研究而设计的高性能计算机 QCDOC (Quantum Chromo Dynamics On a Chip)。

     利用格点量子色动力学(Lattice QCD)我们可以开展极端条件下核物质性质的研究。例如我们对电磁相互作用主导的水的基本相结构诸如气液固相、其相变温度,以及其粘滞系数已经有了较好的 了解,但是我们对强相互作用主导的核物质的相结构、粘滞系数却知之甚少。利用格点量子色动力学我们可以探索强相互作用核物质的相结构、输运性质等。这些研 究结果能给国内外研究核物质在极端条件下性质的大型实验(例如我国兰州的CSR,欧洲的LHC和美国的RHIC实验)提供很好的理论基础和实验依据。同时 这些研究能让我们更清楚的了解宇宙形成初期的动力学演化以及宇宙是如何由夸克胶子等离子体相转变到我们现在所处的物理世界的。
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