Stringphenomenologie in der LHC Ära

Der Forschungsbereich dieses Projektes ist die Stringtheorie und ihre phanomenologischen Effekte. Der Bewerber beabsichtigt zum einen herauszufinden wie das Standardmodell der Elementarteilchen in einem Stringvakuum eingebettet ist, und wie man allgemein die effektive Wirkung eines solchen Vakuums bestimmt. Zum anderen will er, mit Hinblick auf die zu erwartenden experimentellen Daten des LHC am CERN, die phanomenologischen Implikationen solcher Vakua analysieren. Einer der wichtigsten offenen Probleme in der Stringtheorie ist die Frage wie das Standardmodell in ein Stringvakuum eingebettet ist. Fortschritt in diese Richtung ist wichtig, und fuhrt potentiell zur Iden- tifizierung bestimmter Klassen von Vakua mit ahnlicher Phanomenologie. Diese konnen dann weiterhin analysiert und mit experimentellen Daten des LHC verglichen werden. In diesem Kontext will der Bewer- ber sich auf die Analyse von neuen massiven Eichbosonen konzentrieren. Stringtheorie sagt eine Vielzahl solcher massiven Eichbosonen voraus, welche ebenfalls ein attraktives Szenario neuer Physik am LHC sind. Die Idee ist die Natur solcher neuen Teilchen zu untersuchen, indem man spezielle Zerfallskanale studiert und mit experimentellen Daten vergleicht. Dies kann dann verwendet werden um Ruckschlusse auf die zugrundeliegende Theorie zu ziehen. Der Forschungsbereich dieses Projektes ist Stringphenomenologie, welche in Europa staerker vertreten ist als in anderen Teilen der Welt. Daher ist es zum Vorteil Europas die fuhrende Position in diesem Feld zu verteidigen, insbesondere da man vom LHC, dem grossten Experiment aller Zeiten, interessante experimentelle Daten fur die Stringphanomenologie erwartet. Der Bewerber hat bis zum heutigen Tag das Talent, die Ausdauerfahigkeit und die Unabhangigkeit fur eine erfolgreiche Karriere in der Wissenschaft gezeigt. Mit diesem Stipendium kann er seiner profes- sionellen Entwicklung den letzten Schliff geben, so dass er in der Lage ware sich erfolgreich fur Professuren in Osterreich oder anderen europaischen Landern zu bewerben.

Das Forschungsthema des Einzelprojekts war String Theorie und die damit verbundenen phänomenologischen Aspekte. Unsere Ziele waren einerseits zu untersuchen, wie String Theorie das Standardmodell der Teilchenphysik beschreiben kann und andererseits phänomenologischen Implikation von solchen Beschreibungen für die experimentellen Daten vom LHC am CERN zu verstehen. Hier präsentieren wir einige Details und die Ergebnisse dieses Projekts: Die Art, wie das Standardmodell in String Theorie eingebettet ist, ist eines der wichtigsten offenen Probleme in dem Feld und Fortschritte in dieser Richtung eröffnen eine Vielzahl an phänomenologischen Vorhersagen von der String Theorie. In dieser Richtung haben wir diskrete Eichsymmetrien studiert, die bestimmte Kopplungen verbieten, welche zu nicht physikalischen Zerfallen führen, und wir haben ihre Nützlichkeit für die Konstruktion von Modellen untersucht. Anomale U(1) Symmetrien stellen eine wichtige Erweiterung des Standardmodells dar und sind eine interessante Alternative zu Z Modellen, welche eine der attraktivsten Scenarios für Physik jenseits des Standardmodells sind. In diesem Zusammenhang haben wir ein sehr vielseitiges Computerprogramm entwickelt, dass die Anomalie behafteten Eichbosonen (massive Eichbosonen, ähnlich zum Z) in den Daten des LHC identifiziert. Alle Modelle mit offenen Strings, die das Standardmodell beschreiben, sagen neue massive Teilchen vorher, die die gleichen Eigenschaften (Spin und Quantenzahlen) haben, wie die Standardmodellteilchen. Diese Felder sind anders als der Kaluza-Klein-Turm von massiven Feldern und deswegen ist ihr Studium sehr interessant. In diesem Feld haben wir diese neuen Teilchen untersucht und insbesondere ihre Zerfälle studiert, die mit LHC Daten verglichen werden, um neue Informationen über die zugrundeliegende fundamentale Theorie zu erhalten. Das Forschungsfeld in diesem Projekt ist Stringphänomenologie, welche in Europa sehr stark vertreten ist, im Gegensatz zu anderen Teilen der Welt. Es ist vorteilhaft für die europäischen Institutionen die Führungsposition in diesem Feld beizubehalten. Die experimentellen Daten für dieses Forschungsgebiet kommen vom CERN durch den LHC, das größte Experiment aller Zeiten.