Sintesi del progetto
Il progetto studia la cromodinamica quantistica (QCD) in condizioni estreme di temperatura e densità, simili a quelle presenti nei primissimi istanti dopo il Big Bang o riprodotte negli acceleratori di particelle. L’obiettivo è comprendere come cambia lo stato della materia quando i costituenti fondamentali non si comportano più come particelle isolate, ma come un sistema collettivo.
Obiettivo
Il progetto mira a migliorare l’analisi delle proprietà della materia in regimi fisici non accessibili all’esperienza quotidiana, ricostruendo grandezze come pressione ed energia in funzione delle condizioni esterne, e fornendo risultati utili a interpretare esperimenti di fisica delle alte energie.
Problemi e necessità
La QCD è una teoria estremamente complessa. Non è infatti possibile osservare quark isolati e i fenomeni a energie elevate richiedono simulazioni numeriche massive. Gli algoritmi devono gestire quantità enormi di variabili e scambiare continuamente dati tra migliaia di nodi di calcolo, necessità che portato alla nascita dell’HPC moderno, perché senza supercalcolatori non sarebbe possibile eseguire simulazioni affidabili né ricavare predizioni confrontabili con gli esperimenti.
Soluzioni sviluppate
Il progetto ha adattato e ottimizzato workflow di calcolo in grado di ripartire dinamicamente le varie componenti delle equazioni di descrizione del plasma di quark e gluoni su una griglia di elementi computazionali interconnessi. Le simulazioni risultanti hanno così permesso lo studio di queste particelle a diverse temperature, ottenendo risultati allineati con i dati disponibili in letteratura e contribuendo a definire in modo più accurato la pressione e altre proprietà termodinamiche del sistema.
Impatti
I risultati del progetto hanno ricadute che si estendono oltre la ricerca fondamentale e la fisica delle alte energie. Oltre a migliorare la comprensione degli stati fondamentali della materia, le metodologie sviluppate consentono infatti formare nuove competenze nel campo del calcolo scientifico avanzato e di rafforzare la capacità di affrontare problemi complessi anche in altri ambiti della ricerca e nel settore industriale.
Settori di applicazione
Il progetto ha ricadute indirette in tutte le discipline che richiedono simulazioni complesse e calcolo parallelo, come la Fisica Teorica, la Scienza dei Materiali, la Fluidodinamica, la Modellazione climatica e l’Astrofisica computazionale. Inoltre, la formazione avanzata offerta ai giovani ricercatori amplia il bacino di competenze nel settore HPC, fondamentale per sostenere la competitività scientifica e tecnologica nazionale.
