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Stringtheorie und ihre effektive Physik

Die Stringtheorie fasst alle fundamentalen Naturkräfte in einer gemeinsamen Theorie der Quantengravitation zusammen. Mit diesem Ansatz lassen sich zwei zentrale Konzepte miteinander vereinen: Die Quantenphysik, die die Welt im subatomaren Bereich beschreibt, und die Gravitation, die Grundkraft, die das Universum beherrscht.

In der Stringtheorie sind die fundamentalen Bauteile, aus denen sich das Universum zusammensetzt, keine Punktteilchen mehr, sondern eindimensionale Objekte – sogenannte "Strings (englisch für Saiten).

Die Zusammenfassung der fünf Stringtheorien erlaubt eine neue Sichtweise auf die Phänomene unseres Universums. Allerdings forderen Stringtheorien einige Grundvoraussetzungen: Um in sich konsistent zu sein, brauchen Stringtheorien bis zu zehn Dimensionen. In diesen zeigen sie ein supersymmetrisches Verhalten, das heißt, zu jedem Teilchen gibt es neben einem Antiteilchen auch ein supersymmetrisches Teilchen. Sie enthalten oft Eichtheorien mit großen Eichgruppen.

Eine grundlegende Frage der Stringtheorie ist daher, wie sich unsere gewohnte vierdimensionale Raum-Zeit aus dieser höherdimensionalen Theorie ableiten lässt.

Der größte Teil dieser Symmetrie muss in unserem jetzigen vierdimensionalen Universum gebrochen sein. Ein tiefes Verständnis der Mechanismen, die diese Brechung und somit die effektiven niederdimensionalen Eich- und Gravitation Theorien bestimmen, ist eine der Hauptfragen im Verständnis der Physik der Stringtheorie.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Max-Planck-Forschungsgruppe von Dr. Thomas Grimm erforschen fundamentale Fragestellungen der Stringtheorie einschließlich ihrer Vorhersagen für die effektive Physik in verschiedenen Dimensionen. Sie untersuchen physikalische Dualitäten, die verschiedene Stringtheorien verknüpfen und entwickeln die dazugehörigen mathematischen Werkzeuge.

Ein Schwerpunkt der Forschung liegt im Studium supersymmetrischer Kompaktifizierungen mit der minimalen Menge an Supersymmetrie in den effektiven Theorien. Diese Modelle finden Anwendung in der Teilchenphysik, insbesondere in Grand Unified-Theorien.

Ein zweiter Schwerpunkt liegt in der Realisierung von kosmologischen Modellen der Stringtheorie. Für all diese Fragestellungen ist das Studium der "String Landscape" von zentraler Bedeutung.

Die Forschungsgebiete im Einzelnen:

  • effektive Wirkungen in Stringtheorie
  • Kompaktifizierungen und D-brane Geometrien und deren Moduli-Räume
  • Grand Unification in Stringtheorien
  • Aspekte der Stringkosmologie und der String Landscape

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Aktuelle Meldungen

20.04.2016

Wo liegen die wichtigsten Themen und Trends in der theoretischen Physik? Dieser Frage gehen international renommierte Experten beim Symposium "New Developments in Theoretical Particle Physics" nach. Die Veranstaltung findet vom 18. bis 20. Mai 2016 am Max-Planck-Institut für Physik statt.

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Gruppenmitglieder

Name Funktion Durchwahl www

Corvilain, Pierre

PhD Student 565

Greiner, Sebastian

PhD Student 427

Regalado, Diego, Dr.

Scientist 200

Valenzuela Agüi, Irene, Dr.

Scientist 200