Nagyenergiás atommag- és részecskefizika (Sailer Kornél)
A tanszéken a nagyenergiás magfizikai kutatást Lovas István indította el. Az első eredmények a maganyag nagy hőmérsékleten és nyomáson mutatott tulajdonságainak vizsgálatából és a kvantumhadrodinamika királis mértékelméletként történő megfogalmazásából [Lov89] születtek. Később az anizotróp maganyagban Peierls-típusú, periódikus spinsűrűségű fázis megjelenését mutatták ki (Molnár Lívia) [Lov94]. A Frankfurt-i Elméleti Fizikai Iskolával együttműködésben kifejlesztették a nagyenergiás hadronizációs folyamatok dinamikai húrmodelljét [Sai00]. Érdeklődést váltott ki a hadront modellező színelektromos fluxuscső bomlására kapott részeredmény. Az 1990-es években a csoport érdeklődése fokozatosan a kvantumtérelmélet, az erős kölcsönhatás tulajdonságai felé fordult. A perturbatív kvantumszíndinamika (QCD) terén Trócsányi Zoltán folytatott a tanszéken kutatást. Az elért eredmények, különböző parton-amplitudók vezető utáni rendben (NLO) történő kiszámolása és a DEBRECEN numerikus kód kidolgozása [Tro97] nagy nemzetközi visszhangot váltottak ki. Tanítványa, Nagy Zoltán bekapcsolódott az NLO számolások automatizálására irányuló nemzetközi együttműködésbe és a "nagy hadron-gyorsítón" (LHC) tervezett kísérletek szempontjából érdekes folyamatokhoz NLO korrekciók kiszámításába [Del03]. Az erős kölcsönhatás nem perturbatív vizsgálatára Schram Zsolt irányításával indult a tanszéken rácstérelméleti kutatás. Vizsgálták az erősen kölcsönható anyag fázisszerkezetét [Pol95], valamint a topológikus gerjesztések bezárásban játszott szerepét [Sch93]. Megmutatták, hogy az ún. ábeli dominancia nagyon kétséges [Kov97], és bizonyítékokat szolgáltattak a bezárás vortex-modelljének érvényességéhez a (2+1)-dimenziós SU(2) rácsmértékelméletben [Har00]. Tanulmányozták a Casimir-energia rácstérelméleti módszerekkel történő meghatározásának lehetőségeit [Cas06]. Jelenleg nem-egyensúlyi statisztikus eloszlások alkalmazhatóságát vizsgálják nem-ábeli mértékelméletekben [QM06], valamint a Frankfurti Egyetem Elméleti Fizikai Intézetével együttműködve egy, az extrém körülmények között levő, erősen kölcsönható anyag leírására irányuló, háromdimenziós effektiv rácsmértékelméleti modell kidolgozása van folyamatban.
2002. májusában Debrecenben, a tanszéken került megrendezésre a 12. Nemzetközi Rácstérelméleti Műhely, DEBLAT02. Kb. egy évtizedre visszanyúló kutatások folynak a renormálási csoport módszerének továbbfejlesztése és alkalmazásai területén (Sailer Kornél). A funkcionális renormálási csoport módszerével, éles impulzus-levágást alkalmazva megmutatták, hogy az összetett operátorok esetében a blokkosítás az operátor-keveredés néven ismert lineáris transzformációt generálja, amelynek differenciálgeometriai elemzése lehetővé teszi a különböző skálázási tartományok és azokban a releváns operátorok meghatározását [Pol01]. Evolúciós egyenleteket vezettek le a levágás-független egy-, ill. két-részecske irreducibilis effektív hatásra, rendre a tömeg-, ill. a csatolási állandó, mint kontroll-paraméter által vezérelt belső teres funkcionális renormálási csoport módszerének keretében, az egykomponensű skalártér példáján [Pol03]. Megmutatták, hogy a Callan-Symanzik-egyenlet funkcionális általánosítása vezető rendben reprodukálja a kvantumelektrodinamika szokásos renormálási csoport egyenleteit, de nem jelenik meg a Landau-pólus. Az alacsony energiás elektronrendszerek sűrűség-funkcionáljának általánosításaként bevezették a töltéssűrűséghez és elektrosztatikus skalárpotenciálhoz tartozó effektív hatást, amelyre a belső teres renormálási csoport módszerével evolúciós egyenletet vezettek le. Az evolúció reprodukálja vezető rendben a Hartree-Fock egyenletet és lehetővé teszi a Hartree-Fock-, ill. Kohn-Sham-egyenletekhez magasabb rendű korrekciók szisztematikus tárgyalását, s egyúttal a kicserélődési-korrelációs energia meghatározásának szisztematikus javítását [Pol02]. Részletesen vizsgálták a belső térben periodikus, sine-Gordon (SG) típusú modellek (SG-modell, tömeges SG-modell, réteges SG-modell) alacsonyenergiás effektív elméletét, infravörös skálatörvényeit és fázisszerkezetét a funkcionálos renormálási csoport módszerével (Nagy Sándor, Nándori István). Visszakapták a 2-dimenziós SG-modell ismert fázisszerkezetét részben a Wilson-féle blokkosított potenciál evolúciója, részben az infravörös dinamikának a mikroszkopikus paraméterekre mutatott érzékenysége alapján [nagy1]. Meghatározták a tömeges SG-modell fázisszerkezetét, ami összhangban levőnek adódott a két-dimenziós kvantumelektrodinamika bozonizált változatának ismert fázisszerkezetével [nagy2]. Wegner-Houghton-módszerrel és valós teres renormálással meghatározták a d>2 dimenziós Coulomb-gáz ultra-ibolya skálázását. Megmutatták, hogy a mágnesesen csatolt magas-hőmérsékletű szupravezetőkben a vortexek dinamikája leírható réteges SG-modellel a tömegmátrix alkalmas megválasztása esetén [nan3], és hogy a fázisátalakulási hőmérséklet rétegszám-függése a tapasztalattal összhangban adódik [nan4].
[Lov89] I. Lovas, K. Sailer, W. Greiner, Phys. Lett. strong>B220 (1989) 229. [Lov94]I. Lovas, L. Molnár, K. Sailer, W. Greiner, Phys. Lett. B328 (1994) 168. [Sai00] K. Sailer, B. Müller, W. Greiner, in Quark Gluon Plasma, ed. by R. C. Hwa (World Sci., Singapore, 1990) 299; B. Iványi, Z. Schram, K. Sailer, G. Soff, Phys. Rev. C61 (2000) 024908; K. Sailer, Th. Schönfeld, A. Schafer, B. Müller, W. Greiner, Phys. Lett. B240 (1990) 381. [Tro97] Z. Trócsányi, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 2182; S. Catani, M. H. Seymour, Z. Trócsányi, Phys. Rev. D55 (1997) 6819; Z. Nagy, Z. Trócsányi, Phys. Lett. B414 (1997) 187, Phys. Rev.D57 (1998) 5793, Phys. Rev. D59 (1998) 014020, Nucl. Phys.B64 (1998) 63, Nucl. Phys. B74 (1999) 44, Phys. Rev. Lett.87 (2001) 082001; Z. Nagy, Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 122003. [Del03] V. Del Duca, F. Maltoni, Z. Nagy, Z. Trócsányi, JHEP 04 (2003) 059; Z. Nagy, Phys.Rev. D68 094002,2003. [Pol95] J.Polonyi and Zs.Schram, Nucl.Phys. B(Proc.Suppl.)42 (1995) 544; T.G. Kovács, Z. Schram, E.T. Tomboulis, Nucl. Phys. B42 (1995) 45. [Sch93] Zs.Schram and M.Teper, Phys.Rev. D48 (1993) 881. [Kov97]T.G.Kovács and Zs.Schram, Phys.Rev. D56 (1997) 824. [Har00] A.Hart, B.Lucini, Z.Schram and M.Teper, JHEP 0006 (2000) 040, JHEP 0011 (2000) 043 [Cas06] Z.Schram and S.Nagy, Acta Physica Et Chimica Debrecina XL (2006) 91. [QM06] T.S.Biró, G.Purcsel, G.Györgyi, A.Jakovác and Z.Schram, Nucl.Phys. A774 (2006) 845. [Pol01] J. Polonyi, K. Sailer, Phys. Rev. D63 (2001) 105006. [Pol03] J. Polonyi, K. Sailer, Renormalization group in the internal space, Phys. Rev. D71 (2005) 025010 [Pol02] J. Polonyi, K. Sailer, Phys. Rev. B66 (2002) 155113. [nagy1] I. Nandori, J. Polonyi, K.Sailer, Phys. Rev. D62; S. Nagy, I. Nandori, J. Polonyi, K. Sailer, Phys. Lett. B647 (2007) 152. [nagy2] S. Nagy, I. Nandori, J. Polonyi, K. Sailer, Phys. Rev. D77 (2008) 025026. [nan3] I. Nandori, S. Nagy, K. Sailer, U.D. Jentschura, Nucl. Phys. B725 (2005) 467. [nan4] I. Nandori, U. D. Jentschura, S. Nagy, K. Sailer, K. Vad, S. Meszaros, J. Phys.: Condens. Matter 19 (2007) 496211.