Quantenfeldtheorie und Streuamplituden

Aus welchen Grundbausteinen besteht die Natur? Welche Kräfte halten sie zusammen? Diese Fragen bilden den Kern der Elementarteilchenphysik. Theoretische Physikerinnen und Physiker erforschen, wie Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen beschrieben werden können. Es gibt mehrere konkrete Hinweise dafür, dass wir bisher nur einen Teil des Bildes kennen.

Um herauszufinden, welche Bestandteile fehlen und wie sich das Bild vervollständigen lässt, sind die Forscher auf Anhaltspunkte aus experimentellen Beobachtungen angewieisen. Der wissenschaftliche Ansatz besteht darin, experimentelle Daten mit theoretischen Vorhersagen zu vergleichen. Letzteres erfordert das Verständnis der Quantenfeldtheorie, die dem Modell für die bekannten Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen zugrunde liegt.

Im Forschungsschwerpunkt Amplituden geht es um das Verständnis und die Berechnung von Wahrscheinlichkeiten von Streuprozessen in der Quantenfeldtheorie. Diese sind die grundlegenden Bausteine für Wirkungsquerschnitte, die an Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf gemessen werden können.

Streuamplituden haben neben dem phänomenologischen Aspekt auch faszinierende mathematische Eigenschaften. Sie erfüllen eine Reihe physikalischer Bedingungen und weisen offensichtliche und versteckte Symmetrien auf. Mitunter können die Amplituden einzig und allein aus ihrer Symmetrie und ihren analytischen Eigenschaften bestimmt werden. Viele moderne Berechnungsverfahren für die Amplituden basieren genau auf solchen strukturellen Erkenntnissen.

Schlüsselbegriffe zur Forschungsausrichtung der Gruppe:

  • Streuamplituden von Elementarteilchen
  • Feynman-Integrale, Differentialgleichungen und spezielle Funktionen
  • Infrarot-Divergenzen in der Quantenfeldtheorie
  • Konforme Symmetrie und Supersymmetrie
  • AdS/CFT-Korrespondenz, N = 4 super Yang-Mills Theorie

Quantenfeldtheorie am MPP

Prof. Dr. Johannes Henn und Dr. Babette Döbrich (Fotos: A. Griesch/MPP; privat)

Millionenförderung für zwei Projekte in der Teilchenphysik

Das Max-Planck-Institut für Physik freut sich über zwei erfolgreiche Anträge beim European Research Council (ERC): 10 Millionen Euro fließen in das Projekt "UNIVERSE+: Positive Geometry in Particle Physics and Cosmology", das von MPP-Direktor…

Weiterlesen
Grafik: Josh Worth

Workshop "Current Topics in Fundamental Physics" am 16. August

Der Workshop „Current Topics in Fundamental Physics“ bringt am 16. August 2023 Expert*innen aus theoretischer Teilchenphysik, Kosmologie und Mathematik zusammen, um sich über die neuesten Entwicklungen an der Schnittstelle dieser drei…

Weiterlesen

Was hält die Welt zusammen? Teilchenphysik trifft auf Sozialwissenschaft

Was hält die Welt zusammen? Prof. Nima Arkani-Hamed, theoretischer Physiker vom Institute for Advanced Study (IAS), Princeton, und Prof. Armin Nassehi, Soziologe an der LMU München, geben Antworten auf diese Frage - und einen Blick in die Zukunft der…

Weiterlesen
Cluster-Algebren sind Sets von Formeln, die miteinander in Verbindung stehen. Aus vereinfachten Theorien wurden sie zum ersten Mal für eine reale Quantenfeldtheorie weiterentwickelt. (Grafik: Carolin Leyck)

Mathematische Detektivarbeit öffnet neue Wege in der Teilchenphysik

Theoretische Teilchenphysiker*innen vergleichen Feynman-Integrale manchmal mit “Bestien”, wild und unberechenbar. Drei Physikern ist es nun gelungen, die wilden Tiere teilweise zu zähmen und zwar mit Hilfe der Mathematik. Ihre wissenschaftliche…

Weiterlesen
Die Feynman-Diagramme zur Kunstform komprimiert. Sie beschreiben mathematisch die Kollision von Teilchen.

High Five: Physikern gelingt Berechnung von Fünf-Teilchen-Streuprozessen in Kollisionsexperimenten

Theoretische Teilchenphysiker*innen sind nicht fürs Einfache bekannt – vielmehr für ihr komplexes Forschungsfeld. Und doch ist das Einfache genau das, wonach Teilchenphysiker*innen streben. Den Forscherinnen und Forschern in der…

Weiterlesen
Professor Dr. Johannes Henn (Foto: Isabel Jasnau)

Johannes Henn ist neuer Direktor am Max-Planck-Institut für Physik

Der theoretische Physiker Johannes M. Henn wurde als neuer Direktor ans Max-Planck-Institut für Physik berufen. Der 37-jährige Wissenschaftler erforscht Streuamplituden, mit denen sich Beschleunigerexperimente präzise beschreiben lassen. Henn zählt…

Weiterlesen

E-Mail-Adresse: E-Mail@mpp.mpg.de
Telefonnummer: +49 89 32354-Durchwahl
Name Funktion E-Mail Durchwahl Büro
Carrôlo, Sérgio PhD Student scarrolo 201 A.3.73
Ditsch, Sara Student ditsch 293 A.3.52
Hegde, Subramanya, Dr. Postdoc subbu 596 A.3.73
Henn, Johannes, Prof. Dr. Director henn 420 A.3.51
Kuo, Chia-Kai, Dr. Postdoc ckkuai 200 A.3.54
Lagares, Martín PhD Student lagares 608 A.3.66
Lim, Jungwon PhD Student wonlim 317 A.3.52
López-Falcón, Diana, Dr. Scientific Coordinator dlf 427 A.3.77
Mazzucchelli, Elia PhD Student eliam 200 A.3.54
Ohrberg Schreiber, Anders, Dr. Postdoc ohrbergs 427 A.3.50
Raman, Prashanth, Dr. Postdoc praman 317 A.3.75
Redl, Julia Secretary redl 334 A.3.47
Salvatori, Giulio, Dr. Postdoc giulios 200 A.3.89
Scholtes, Sorana Communication & Outreach scholtes 434 A.3.09
Vazão, Francisco PhD Student fvvazao 200 A.3.89
Willen, Aaron Student willen 334 A.3.66
Yang, Qinglin Postdoc qlyang 544 A.3.75
Zhang, Shun-Qing, Dr. Postdoc sqzhang 405 A.3.87
Zhu, Yujiao Postdoc yzhu 427 A.3.50