Confinement und Deconfinement in Super-Yang-Mills-Theorien

Die Theorie der starken Wechselwirkungen von hadronischen Elementarteilchen basiert auf einer nicht-Abelschen Yang-Mills-Theorie, dessen elementare Freiheitsgrade, die Quarks und Gluonen, dem sogenannten Confinement unterliegen und nicht als freie Teilchen auftreten können. Bei hinreichend hohen Temperaturen und Dichten kommt es dagegen zum Deconfinement, bei dem Quarks und Gluonen dann innerhalb des Quark-Gluon-Plasma relativ frei propagieren können. Diese Phänomene des Confinement und Deconfinement sind zwar gut gesichert, theoretisch aber ein offenes Problem, wobei das Studium supersymmetrischer Yang-Mills-Theorien in den letzten Jahren zu neuen Einsichten führte. In der Phase des Confinement spielen sogenannte confined monopoles eine spezielle Rolle, die in supersymmetrischen Theorien einer semiklassischen Analyse zugänglich sind, und in diesem Projekt auf Quantenniveau untersucht werden sollen. In maximal supersymmetrischen Theorien wird weiters seit einiger Zeit die Vermutung einer Dualität der stark gekoppelten Theorie zu einer höherdimensionalen schwach gekoppelten Supergravitationstheorie untersucht, die die Phase des Deconfinement auf die Physik höher dimensionaler Schwarzer Löcher abbildet und quantitative Vorhersagen für Super-Yang-Mills-Plasmen erlaubt, die für die Physik des Quark-Gluon-Plasma von potenziellem Interesse sind. Diese Dualität soll in diesem Projekt weiter untersucht und z.B. auf endliches chemisches Potential für Quarks verallgemeinert werden.

Die Theorie der starken Wechselwirkungen von hadronischen Elementarteilchen basiert auf einer nicht-Abelschen Yang-Mills-Theorie, dessen elementare Freiheitsgrade, die Quarks und Gluonen, dem sogenannten Confinement unterliegen und nicht als freie Teilchen auftreten können. Bei hinreichend hohen Temperaturen und Dichten kommt es dagegen zum Deconfinement, bei dem Quarks und Gluonen dann innerhalb des Quark-Gluon-Plasma relativ frei propagieren können. Diese Phänomene des Confinement und Deconfinement sind zwar gut gesichert, theoretisch aber ein offenes Problem, wobei das Studium supersymmetrischer Yang-Mills-Theorien in den letzten Jahren zu neuen Einsichten führte. In der Phase des Confinement spielen sogenannte confined monopoles eine spezielle Rolle, die in supersymmetrischen Theorien einer semiklassischen Analyse zugänglich sind, und in diesem Projekt auf Quantenniveau untersucht werden sollen. In maximal supersymmetrischen Theorien wird weiters seit einiger Zeit die Vermutung einer Dualität der stark gekoppelten Theorie zu einer höherdimensionalen schwach gekoppelten Supergravitationstheorie untersucht, die die Phase des Deconfinement auf die Physik höher dimensionaler Schwarzer Löcher abbildet und quantitative Vorhersagen für Super-Yang-Mills-Plasmen erlaubt, die für die Physik des Quark-Gluon-Plasma von potenziellem Interesse sind. Diese Dualität soll in diesem Projekt weiter untersucht und z.B. auf endliches chemisches Potential für Quarks verallgemeinert werden.