Study of the ℤ3 symmetry in QCD at finite temperature and chemical potential using a worm algorithm

Traditional Monte Carlo simulations of QCD in the presence of a baryon chemical potential are plagued by the complex phase problem and new numerical approaches are necessary for studying the phase diagram of the theory. In this work we consider a ℤ3 Polyakov loop model for the deconfining phase transition in QCD and discuss how a flux representation of the model in terms of dimer and monomer variable solves the complex action problem. We present results of numerical simulations using a worm algorithm for the specific heat and two-point correlation function of Polyakov loops. Evidences of a first order deconfinement phase transition are discussed. © 2013 American Institute of Physics.

Teoria quântica do campo escalar real com autoacoplamento quártico - simulações de Monte Carlo na rede com um algoritmo worm

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Finite size effects in the presence of a chemical potential: A study in the classical nonlinear O(2) sigma model

In the presence of a chemical potential, the physics of level crossings leads to singularities at zero temperature, even when the spatial volume is finite. These singularities are smoothed out at a finite temperature but leave behind nontrivial finite size effects which must be understood in order to extract thermodynamic quantities using Monte Carlo methods, particularly close to critical points. We illustrate some of these issues using the classical nonlinear O(2) sigma model with a coupling β and chemical potential μ on a 2+1-dimensional Euclidean lattice. In the conventional formulation this model suffers from a sign problem at nonzero chemical potential and hence cannot be studied with the Wolff cluster algorithm. However, when formulated in terms of the worldline of particles, the sign problem is absent, and the model can be studied efficiently with the "worm algorithm." Using this method we study the finite size effects that arise due to the chemical potential and develop an effective quantum mechanical approach to capture the effects. As a side result we obtain energy levels of up to four particles as a function of the box size and uncover a part of the phase diagram in the (β,μ) plane. © 2010 The American Physical Society.

Condensados de Bose-Einstein em redes óticas: a transição superfluido-isolante de Mott em redes hexagonais e a classe de universalidade superfluido-vidro de Bose em 3D

Estudamos transições de fases quânticas em gases bosônicos ultrafrios aprisionados em redes óticas. A física desses sistemas é capturada por um modelo do tipo Bose-Hubbard que, no caso de um sistema sem desordem, em que os átomos têm interação de curto alcance e o tunelamento é apenas entre sítios primeiros vizinhos, prevê a transição de fases quântica superfluido-isolante de Mott (SF-MI) quando a profundidade do potencial da rede ótica é variado. Num primeiro estudo, verificamos como o diagrama de fases dessa transição muda quando passamos de uma rede quadrada para uma hexagonal. Num segundo, investigamos como a desordem modifica essa transição. No estudo com rede hexagonal, apresentamos o diagrama de fases da transição SF-MI e uma estimativa para o ponto crítico do primeiro lobo de Mott. Esses resultados foram obtidos usando o algoritmo de Monte Carlo quântico denominado Worm. Comparamos nossos resultados com os obtidos a partir de uma aproximação de campo médio e com os de um sistema com uma rede ótica quadrada. Ao introduzir desordem no sistema, uma nova fase emerge no diagrama de fases do estado fundamental intermediando a fase superfluida e a isolante de Mott. Essa nova fase é conhecida como vidro de Bose (BG) e a transição de fases quântica SF-BG que ocorre nesse sistema gerou muitas controvérsias desde seus primeiros estudos iniciados no fim dos anos 80. Apesar dos avanços em direção ao entendimento completo desta transição, a caracterização básica das suas propriedades críticas ainda é debatida. O que motivou nosso estudo, foi a publicação de resultados experimentais e numéricos em sistemas tridimensionais [Yu et al. Nature 489, 379 (2012), Yu et al. PRB 86, 134421 (2012)] que violam a lei de escala $\\phi= u z$, em que $\\phi$ é o expoente da temperatura crítica, $z$ é o expoente crítico dinâmico e $ u$ é o expoente do comprimento de correlação. Abordamos essa controvérsia numericamente fazendo uma análise de escalonamento finito usando o algoritmo Worm nas suas versões quântica e clássica. Nossos resultados demonstram que trabalhos anteriores sobre a dependência da temperatura de transição superfluido-líquido normal com o potencial químico (ou campo magnético, em sistemas de spin), $T_c \\propto (\\mu-\\mu_c)^\\phi$, estavam equivocados na interpretação de um comportamento transiente na aproximação da região crítica genuína. Quando os parâmetros do modelo são modificados de maneira a ampliar a região crítica quântica, simulações com ambos os modelos clássico e quântico revelam que a lei de escala $\\phi= u z$ [com $\\phi=2.7(2)$, $z=3$ e $ u = 0.88(5)$] é válida. Também estimamos o expoente crítico do parâmetro de ordem, encontrando $\\beta=1.5(2)$.

'Cooperative Automated worm Response and Detection ImmuNe ALgorithm (CARDINAL) inspired by T-cell Immunity and Tolerance'

The role of T-cells within the immune system is to confirm and assess anomalous situations and then either respond to or tolerate the source of the effect. To illustrate how these mechanisms can be harnessed to solve real-world problems, we present the blueprint of a T-cell inspired algorithm for computer security worm detection. We show how the three central T-cell processes, namely T-cell maturation, differentiation and proliferation, naturally map into this domain and further illustrate how such an algorithm fits into a complete immune inspired computer security system and framework.

'Cooperative Automated worm Response and Detection ImmuNe ALgorithm (CARDINAL) inspired by T-cell Immunity and Tolerance'

The role of T-cells within the immune system is to confirm and assess anomalous situations and then either respond to or tolerate the source of the effect. To illustrate how these mechanisms can be harnessed to solve real-world problems, we present the blueprint of a T-cell inspired algorithm for computer security worm detection. We show how the three central T-cell processes, namely T-cell maturation, differentiation and proliferation, naturally map into this domain and further illustrate how such an algorithm fits into a complete immune inspired computer security system and framework.

Measurement of the ratio of inclusive jet cross sections using the anti-k(T) algorithm with radius parameters R=0.5 and 0.7 in pp collisions at root s=7 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)