Theoretische Astroteilchenphysik

Die Elementarteilchenphysik hängt in vielfältiger Weise mit fundamentalen Fragen des Universums zusammen. Woraus besteht die „Dunkle Materie“, die die Dynamik von Galaxien und kosmischen Strukturen bestimmt? Welchen Einfluss haben Neutrinos oder die neuen Teilchen der dunklen Materie, auf die Entwicklung von Sternen, insbesondere auf Supernovaexplosionen? Was können wir über Fragen der fundamentalen Teilchenphysik aus astronomischen und kosmologischen Beobachtungen erfahren?

Die theoretische Astroteilchen-Gruppe beschäftigt sich mit einigen dieser grundlegenden Fragen. Ein zentrales Thema sind Untersuchungen, welchen Einfluss Neutrinos auf Supernova-Explosionen haben, insbesondere die Rolle des „Neutrino Plasmas“ und seiner kollektiven Eigenschaften, in solch extremen astrophysikalischen Systemen und in verschmelzenden Neutronsternen? Ein besonderer Schwerpunkt sind Untersuchungen zur Rolle von neuartigen Teilchen, die noch schwächer als Neutrinos wechselwirken, als Kandidaten für dunkle Materie. Beispiele sind die sogenannten Axionen oder sterilen Neutrinos. Weiterhin verbindet die Gruppe die Erkenntnisse aus astrophysikalischen und kosmologischen Beobachtungen mit den Resultaten erdgebundener Experimente, um so unser Wissen über die Teilchenphysik zu maximieren.