Predictions from Lattice QCD

In the past year, we calculated with lattice QCD three quantities that were unknown or poorly known. They are the $q^2$ dependence of the form factor in semileptonic $D\to Kl\nu$ decay, the decay constant of the $D$ meson, and the mass of the $B_c$ meson. In this talk, we summarize these calculations, with emphasis on their (subsequent) confirmation by experiments.Comment: v1: talk given at the International Conference on QCD and Hadronic Physics, Beijing, June 16-20, 2005; v2: poster presented at the XXIIIrd International Symposium on Lattice Field Theory, Dublin, July 25-3

Experimental observation of the optical spin-orbit torque

Spin polarized carriers electrically injected into a magnet from an external polarizer can exert a spin transfer torque (STT) on the magnetization. The phe- nomenon belongs to the area of spintronics research focusing on manipulating magnetic moments by electric fields and is the basis of the emerging technologies for scalable magnetoresistive random access memories. In our previous work we have reported experimental observation of the optical counterpart of STT in which a circularly polarized pump laser pulse acts as the external polarizer, allowing to study and utilize the phenomenon on several orders of magnitude shorter timescales than in the electric current induced STT. Recently it has been theoretically proposed and experimentally demonstrated that in the absence of an external polarizer, carriers in a magnet under applied electric field can develop a non-equilibrium spin polarization due to the relativistic spin-orbit coupling, resulting in a current induced spin-orbit torque (SOT) acting on the magnetization. In this paper we report the observation of the optical counterpart of SOT. At picosecond time-scales, we detect excitations of magnetization of a ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As which are independent of the polarization of the pump laser pulses and are induced by non-equilibrium spin-orbit coupled photo-holes.Comment: 4 figure, supplementary information. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1101.104

Superconductor to Mott insulator transition in YBa2Cu3O7/LaCaMnO3 heterostructures

The superconductor-to-insulator transition (SIT) induced by means such as external magnetic fields, disorder or spatial confinement is a vivid illustration of a quantum phase transition dramatically affecting the superconducting order parameter. In pursuit of a new realization of the SIT by interfacial charge transfer, we developed extremely thin superlattices composed of high Tc superconductor YBa2Cu3O7 (YBCO) and colossal magnetoresistance ferromagnet La0.67Ca0.33MnO3 (LCMO). By using linearly polarized resonant X-ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism, combined with hard X-ray photoelectron spectroscopy, we derived a complete picture of the interfacial carrier doping in cuprate and manganite atomic layers, leading to the transition from superconducting to an unusual Mott insulating state emerging with the increase of LCMO layer thickness. In addition, contrary to the common perception that only transition metal ions may respond to the charge transfer process, we found that charge is also actively compensated by rare-earth and alkaline-earth metal ions of the interface. Such deterministic control of Tc by pure electronic doping without any hindering effects of chemical substitution is another promising route to disentangle the role of disorder on the pseudo-gap and charge density wave phases of underdoped cuprates

Study of hadronic event-shape variables in multijet final states in pp collisions at √s=7 TeV

Peer reviewe

Schlussbericht

Innovative Gasturbinen sind entscheidend für die Energiewende, da sie flexibel auf schwankende erneuerbare Energiequellen reagieren und komplexe Energiesysteme optimieren können. Die Nutzung von Wasserstoff ist für eine CO2-freie Stromversorgung essentiell. Das AG Turbo Projekt FLOX OptiSysKom AP 2.2 zielte darauf ab, ein Verbrennungssystem zu entwickeln, das den Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffen mit hohem Wasserstoffanteil ermöglicht. Jetstabilisierte Brenner bieten eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Drallbrennern, da sie eine exzellente Flexibilität und niedrige Schadstoffemissionen aufweisen. Die Machbarkeit des Betriebs mit 100 % Wasserstoff wurde im Vorhaben erneut bestätigt, jedoch erforderte dies intensive Untersuchungen zur Zuverlässigkeit, insbesondere im Hinblick auf Flammenrückschlag und Selbstzündung aufgrund der hohen Reaktivität von Wasserstoff. Einzeldüsenuntersuchungen bieten hierfür ein adäquates und bereits erprobtes Mittel, da sie Originalkomponenten unter definierten Randbedingungen verwenden und detaillierte Untersuchungen in optischen Brennkammern ermöglichen. Bei den vorgestellten Untersuchungen wurden Betriebsgrenzen für verschiedene Betriebszustände von Wasserstoffflammen bei realistischen Gasturbinenbedingungen ermittelt, wobei Einflussgrößen wie Druck, Eintrittstemperatur und Jetgeschwindigkeit systematisch variiert wurden. Flammenrückschläge wurden mit Hilfe eines optischen Mischrohrs direkt beobachtet. Die alternativ eingesetzten metallischen Mischrohre verfügten über eine Zusatzeinrichtung zur Vermeidung von Flammenrückschlägen und damit zur Erweiterung der Betriebsgrenzen. Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben war Teil des Verbundprojekts OptiSysKom - Optimierung der Prozesse und Systeme sowie der Lebensdauer der Gesamtanlage und ihrer Komponenten, einem Forschungs- und Entwicklungsprogramm der AG Turbo zur Unterstützung der Energieforschung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz. OptiSysKom untergliederte sich in drei Arbeitspakete und wurde von 13 Forschungspartnern durchgeführt. Das Vorhaben war als AP 2.2 Teil des zweiten Arbeitspakets Komponentenoptimierung zur CO2-Reduktion und behandelte Forschungs- und Entwicklungsaspekte künftiger innovativer Gasturbinenbrennertechnologie im Bereich der Brennstoffflexibilität mit hohem Wasserstoffanteil und 100 % Wasserstoff. Das Projekt zielte darauf ab, die Betriebsgrenzen für Brennstoffe mit erhöhter Reaktivität unter realen Gasturbinenbedingungen zu messen und zu bewerten, sowie primäre Einflüsse auf diese Grenzen zu untersuchen. Hochdruckversuche im Hochdruckbrennkammerprüfstand HBK-S des DLR VT wurden durchgeführt, um den Betrieb mit verschiedenen Wasserstoff-/Erdgasmischungen zu testen. Aufgrund von Covid-19-bedingten Verzögerungen verschob und fokussierte sich das Interesse auf 100 % Wasserstoff. Ein spezieller Versuchsträger mit einer Einzeldüse, repräsentativ für moderne jetstabilisierte Gasturbinenverbrennungssysteme, wurde verwendet. Die Hauptuntersuchungen konzentrierten sich auf den unpilotierten Betrieb bei hohen Drücken, Vorheiztemperaturen und Flammentemperaturen. Alle Arbeitsziele und der Projektablauf sind im Teil I ausführlicher dargestellt Datei-Upload durch TI

QCD and strongly coupled gauge theories : challenges and perspectives

We highlight the progress, current status, and open challenges of QCD-driven physics, in theory and in experiment. We discuss how the strong interaction is intimately connected to a broad sweep of physical problems, in settings ranging from astrophysics and cosmology to strongly coupled, complex systems in particle and condensed-matter physics, as well as to searches for physics beyond the Standard Model. We also discuss how success in describing the strong interaction impacts other fields, and, in turn, how such subjects can impact studies of the strong interaction. In the course of the work we offer a perspective on the many research streams which flow into and out of QCD, as well as a vision for future developments.Peer reviewe

Reconstruction of primary vertices at the ATLAS experiment in Run 1 proton–proton collisions at the LHC

This paper presents the method and performance of primary vertex reconstruction in proton–proton collision data recorded by the ATLAS experiment during Run 1 of the LHC. The studies presented focus on data taken during 2012 at a centre-of-mass energy of √s=8 TeV. The performance has been measured as a function of the number of interactions per bunch crossing over a wide range, from one to seventy. The measurement of the position and size of the luminous region and its use as a constraint to improve the primary vertex resolution are discussed. A longitudinal vertex position resolution of about 30μm is achieved for events with high multiplicity of reconstructed tracks. The transverse position resolution is better than 20μm and is dominated by the precision on the size of the luminous region. An analytical model is proposed to describe the primary vertex reconstruction efficiency as a function of the number of interactions per bunch crossing and of the longitudinal size of the luminous region. Agreement between the data and the predictions of this model is better than 3% up to seventy interactions per bunch crossing

Constraints on parton distribution functions and extraction of the strong coupling constant from the inclusive jet cross section in pp collisions at √s=7 TeV

Peer reviewe