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   Internationale Nachwuchsforschergruppen

Quantum Gravity for Real World Applications of the Gauge/ Gravity Duality

Universität Regensburg


Internationale Nachwuchsforschergruppe in den Naturwissenschaften


Leitung: Dr. Norbert Bodendorfer


Kontakt: norbert.bodendorfer@physik.uni-r.de



Projektdauer: 5 Jahre


Angliederung an das Programm des Elitenetzwerks Bayern:

Elitestudiengang Physik mit Integriertem Doktorandenkolleg


Die Eich-Gravitations-Dualität, eine der wichtigsten Entwicklungen der theoretischen Physik der letzten 20 Jahre, erlaubt es, Quantenfeldtheorien und Theorien der Quantengravitation in eine Eins zu Eins-Beziehung zu setzen. Fragestellungen, welche auf einer Seite der Dualität extrem kompliziert erscheinen, sind oft auf der anderen Seite deutlich einfacher zu beantworten. Hierdurch eröffnen sich vielfältige neue Möglichkeiten, wie z.B. die Untersuchung von dynamischen Aspekten stark gekoppelter Quantenfeldtheorien.

Unsere Arbeitsgruppe wird in Kollaboration mit Experten aus Regensburg an diesen Fragestellungen arbeiten. Der besondere Fokus der Gruppe besteht darin, hierfür Techniken aus der Schleifenquantengravitation anzuwenden. Diese erlauben es, bisher unzugängliche Sektoren der Quantengravitation zu untersuchen und somit neue Effekte der Quantenfeldtheorien über die Dualität zugänglich zu machen. Hierbei handelt es sich insbesondere um die Betrachtung der Theorien bei einer endlichen Anzahl von Farben (z.B. "rote", "blaue" und "grüne" Quarks in der starken Wechselwirking), was mit den normalerweise eingesetzten Methoden der rein klassischen Gravitation nicht möglich ist.

Ein Beispiel auf Gravitationsseite wäre die Singularität am Anfang unseres Universums (Urknall), welche durch Quantengravitationseffekte in konkreten Modellen durch eine reguläre Raumzeitstruktur ersetzt wird. Die Implikationen davon in einer dualen Feldtheorie wären dann Gegenstand der Untersuchungen. Die Methode der Wahl auf Feldtheorieseite um Evidenz für entsprechende Dualitäten zu finden wird insbesondere die Gittereichtheorie sein, welche in Regensburg prominent vertreten ist. Das langfristige Ziel ist es aber, Rechnungen in der Quantengravitation für Vorhersagen in realistischen Quantenfeldtheorien zu verwenden.

Neben dieser neuen Anwendung für die Schleifenquantengravitation ist es das Ziel der Gruppe, eine verstärkte Zusammenarbeit von Experten der für diese Forschung relevanten Felder zu bewirken. Die zentrale geographische Lage von Regensburg zwischen Erlangen (Schleifenquantengravitation), München (Stringtheorie) und Würzburg (Eich-Gravitations-Dualität) ist hierfür zusammen mit dem wissenschaftlichen Fokus in Regensburg (Quantenfeldtheorie, insbesondere Gittereichtheorie) ideal.


Kontakt
Dr. Norbert Bodendorfer
Universität Regensburg
Institute for Theoretical Physics
Universitätsstraße 31
93040 Regensburg

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