Interdisciplinary algorithms and computer simulations

2010 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Research on the Emergence of Hierarchical Structure of Matter by Bridging Particle, Nuclear and Astrophysics in Computational Science
• Project/Area Number: 20105005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: MATSUFURU Hideo High Energy Accelerator Research Organization, 計算科学センター, 助教 (10373185)
• Project Period (FY): 2008 – 2012
• Keywords: シミュレーション / 素粒子論 / 理論核物理 / 宇宙物理

Research Abstract

本計画研究は、新学術領域研究「素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明」において、他班が推進する物理研究の基盤となる数値計算手法の開発や環境整備を目的としている。数学的、アルゴリズム的視点から物理現象を分析することにより、階層の異なる物理の統一的な理解に迫る。以下のような計画に従って研究を進める。
(1).分野を横断した数値計算アルゴリズムの応用と開発:素粒子、原子核、宇宙の分野で研究されているアルゴリズムや最適化の知見を融合し、応用数学の専門家等とも共同で改良し、 それぞれの分野に応用する。
(2).高速計算のためのアーキテクチャの検討と高速化手法の開発:近年発展の著しいグラフィックカードなどの演算アクセラレータや、大規模並列計算機など、様々なアーキテクチャの計算機の持つ能力を最大限に利用するための研究を行う。
(3).データ共有のための環境整備:大容量化するデータを効率的に利用するため、異なった研究機関の間での高速なデータ転送を行い、データを公開、 共有するための環境を整備する。格子QCD分野におけるデータグリッド「JLDG (Japan Lattice Data Grid)」を運用し、これをより使いやすいシステムに発展させるとともに、同様の仕組みが有効な他分野への支援を行う。
(4).格子QCDのための共通コードの開発:領域内で要望や、(1)-(3)のテーマに対する共通基盤の必要性に答えるため、格子ゲージ理論の共通コードを開発するプロジェクトを2009年度より開始した。初心者にとって理解しやすく、また同時に高性能な計算も可能なプログラム体系の構築を目指す。多くの研究者が参加する開発体制のテストケースとなることも期待している。

Research Products

• [Journal Article] JLQCD collaboration Determination of the chiral condensate from 2+1-flavor lattice QCD (2010)
  • Author(s): H.Fukaya S.Aoki, S.Hashimoto, T.Kaneko, J.Noaki, T.Onogi, N.Yamada
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. 104, 122002 Pages: 4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Error analysis for a matrix pencil of Hankel matrices with perturbed (2009)
  • Author(s): T.Sakurai, J.Asakura, H.Tadano, T.Ikegami, et al.
  • Journal Title: JSIAM Letters 1 Pages: 76-79
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] JLQCD and TWQCD collaborations Non-perturbative renormalization of bilinear operators with dynamical overlap fermions (2009)
  • Author(s): J.Noaki, T.W.Chiu, H.Fukaya, S.Hashimoto, H.Matsufuru, T.Onogi, E.Shintani, N.Yamada
  • Journal Title: Phys.Rev.D 81, 034502 Pages: 22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] JLQCD and TWQCD collaborations Pion form factors from two-flavor lattice QCD with exact chiral symmetry (2009)
  • Author(s): S.Aoki, T.W.Chiu, H.Fukaya, S.Hashimoto, T.H.Hsieh, T.Kaneko, H.Matsufuru, J.Noaki, T.Onogi, E.Shintani, N.Yamada
  • Journal Title: Phy.Rev.D 80, 034508 Pages: 20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PACS-CS collaboration "Non-perturbative renormalization of quark mass in Nf=2+1 QCD with the Schroedinger functional scheme (2008)
  • Author(s): S.Aoki, K.-I.Ishikawa, N.Ishizuka, T.Izubuchi, K.Kanaya, Y.Kuramashi, K.Murano, Y.Namekawa, M.Okawa, Y.Taniguchi, A.Ukawa, N.Ukita, T.Yoshi
  • Journal Title: JHEP 08 101 Pages: 1-27
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Lattice studies of hadron physics with disconnected quark loops (2010)
  • Author(s): T.Kaneko
  • Organizer: 35th International Conference on High Energy Physics (ICHEP 2010)
  • Place of Presentation: Palais des Congres, France
  • Year and Date: 20100722-28
• [Presentation] 格子QCDシミュレーションにおける固有値問題 (2009)
  • Author(s): 松古栄夫
  • Organizer: 特異値固有値合同ワークショップ
  • Place of Presentation: エポカルつくば、つくば市(招待講演)
  • Year and Date: 20091121-20091122
• [Presentation] Pion form factors from lattice QCD with exact chiral symmetry (2009)
  • Author(s): T.Kaneko
  • Organizer: 6th International Workshop on Chiral Dynamics (Chiral Dynamics 2009)
  • Place of Presentation: University of Bern, Switzerland
  • Year and Date: 2009-07-06
• [Presentation] 格子QCDデータグリッドILDG/JLDG (2009)
  • Author(s): 吉江友照
  • Organizer: 平成21年度ITBLシンポジウム
  • Place of Presentation: 海洋研究開発機構 横浜研究所(基調講演)
  • Year and Date: 2009-05-29
• [Presentation] International Lattice Data Grid (2009)
  • Author(s): T.Yoshie
  • Organizer: HackLat2009
  • Place of Presentation: NeSC, Edinburgh, UK(invited talk)
  • Year and Date: 2009-05-07
• [Remarks] ウェブサイト
  • URL: http://bridge.kek.jp/A04/