Les scientifiques de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU - Allemagne) ont établi un nouveau record en améliorant significativement la méthode de calcul pour les expériences de diffusion en physique des particules.

Ce genre de calcul est utilisé par exemple pour prédire les résultats d'expériences en provenance d'un accélérateur dans lequel des particules de haute énergie entrent en collision avec d'autres. Cependant, il apparaît que les calculs deviennent plus difficiles, d'autant plus que le nombre de demandes de la part des physiciens s'accroît.

Le groupe de travail dirigé par le Professeur Dr. Stefan Weinzierl a développé un nouvel algorithme bien plus rapide et qui nécessite moins de capacité de calcul que les algorithmes utilisés actuellement. "Nous avons fait un énorme bond en avant et appliqué une méthode entièrement nouvelle qui nous permet de calculer davantage plus qu'avant", a expliqué Weinzierl. Il suppose que la nouvelle méthode de calcul peut être appliqué à la fois à l’expérience achevée dans le grand collisionneur électron-positon (Large Electron-Positron Collider - LEP), au centre de Genève du CERN jusqu'en 2000, ainsi que sur les nouvelles expériences en cours dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC).

Le nouvel algorithme permet, par exemple, d'analyser les observations physiques liées à la collision d'un électron avec son antiparticule, le positron, au cours de laquelle un quark, un anti-quark, et des gluons sont créés. Pour la première fois, il a été possible de faire un calcul avec une seule itération associée à 8 particules externes - un nouveau record du monde de la physique théorique et hautes énergies.

La précision des calculs en physique des particules utilise la théorie des perturbations et les résultats peuvent être affichés dans ce qu'on appelle des diagrammes en itération. Plus le nombre de particules externes est élevé, plus le calcul devient complexe. L'algorithme actuellement utilisé est une nouvelle méthode efficace basée sur la soustraction et sur l'intégration numérique. Les calculs sont effectués en utilisant un système de cluster PC situé au Centre de traitement des données de l'Université de Mayence. Selon Weinzierl, la nouvelle méthode est non seulement applicable aux annihilation électron-positron, mais avec de légères modifications pourrait également être utilisée pour calculer les collisions hadron-hadron qui se produisent dans le LHC à Genève.

Les physiciens théoriques de l'Université de Mayence ont ainsi l'intention d'investiguer sur cet aspect dans un futur proche.