Höhere-Spin Holographie in gekrümmten Räumen

Eine konsistente Theorie der Quantengravitation, welche die zwei wichtigsten Zweige der theoretischen Physikdie Einsteinsche Allgemeine Relativitätstheorie und Quantenfeldtheorie miteinander vereinheitlicht, wird seit langem von theoretischen PhysikerInnen gesucht. Stringtheorie ist derzeit der beste Kandidat für eine solche Theorie, obwohl viele Aspekte der Stringtheorie immer noch unzureichend verstanden sind; insbesondere der Gravitationssektor der Theorie bleibt mysteriös. Einer der wesentlichsten Fortschritte in Stringtheorie in den letzten zwanzig Jahren war eine konkrete Verwirklichung der Idee, dass Quantengravitation holographisch ist, also äquivalent zu einer Quantenfeldtheorie ohne Gravitation in einer niedrigeren Dimension. Höhere-Spin-Gravitation kann als Grenzfall von String-Theorie angesehen werden, in der die Theorie sich drastisch vereinfacht. Daher können wir durch besseres Verständnis von Höheren-Spin- Gravitationstheorien auch unser Wissen über Stringtheorie verbessern. Speziell erhofft man sich dadurch ein besseres Verständnis des Gravitationssektors der Stringtheorie und der Rolle von erweiterten Symmetrien, insbesonders im Zusammenhang mit der Lösung von Problemen, die sich bei naiver Quantisierung der Gravitation ergeben, wie zum Beispiel die Auflösung von Singularitäten, wie sie in schwarzen Löchern auftreten. Zusätzlich erlauben Höhere-Spin- Gravitationstheorien besonders einfache holographische Beschreibungen durch (fast) freie Quantenfeldtheorien und sind somit auch nützlich für ein Verständnis des zugrunde liegenden Mechanismus hinter dem holographischen Prinzip. Das Forschungsgebiet dieses Projektes ist Stringtheorie and Höhere-Spin-Gravitationstheorie. Das Ziel des Forschungsteams ist die Konstruktion von konsistenten Theorien der Höheren-Spin- Gravitation in gekrümmten Raumzeiten und die Analyse der Eigenschaften dieser Theorien. Die gekrümmten Raumzeithintergründe, die wir untersuchen wollen, sind nicht bloss für sich selbst betrachtet wichtig als neuartige Geometrien, sondern auch weil sie oft in der holographischen Beschreibung von Systemen der kondensierten Materie auftauchen, sowie auch in anderen Systemen mit weniger als maximaler Symmetrie. In diesem Rahmen wollen wir auf neuartigen gekrümmten Hintergründen arbeiten und konsistente Höheren-Spin-Gravitationstheorien aufstellen, die sich auch holographisch beschreiben lassen, also die Existenz einer dualen Theorie erlauben. Nach der Konstruktion solcher Theorien wird das Forschungsteam ihre Eigenschaften analysieren, einschließlich der Eigenschaften von Schwarzen Löchern in diesen neuen Hintergründen. Europa ist seit langem stark in der Untersuchung von Höheren-Spin-Gravitationstheorien vertreten; auch das vorliegende Forschungsprogramm wurde am Institut für Theoretische Physik an der TU Wien in Zusammenarbeit des Antragstellers mit lokalen Fachleuten initiiert und konzipiert. Es ist für die theoretische Physik in Österreich und auch in Europa als Ganzes vorteilhaft, diese Vorreiterrolle im Gebiet der Höheren-Spin-Gravitationstheorien auch weiterhin beizubehalten, und wir planen daher die existierende fruchtbare Zusammenarbeit in diesem Gebiet mit Hilfe des aktuellen Projektes weiterzuführen.

Eine konsistente Theorie der Quantengravitation, welche die zwei wichtigsten Zweige der theoretischen Physikdie Einsteinsche Allgemeine Relativitätstheorie und Quantenfeldtheoriemiteinander vereinheitlicht, wird seit langem von theoretischen PhysikerInnen gesucht. Stringtheorie ist derzeit der beste Kandidat für eine solche Theorie, obwohl viele Aspekte der Stringtheorie immer noch unzureichend verstanden sind; insbesondere der Gravitationssektor der Theorie bleibt mysteriös. Einer der wesentlichsten Fortschritte in Stringtheorie in den letzten zwanzig Jahren war eine konkrete Verwirklichung der Idee, dass Quantengravitation holographisch ist, also äquivalent zu einer Quantenfeldtheorie ohne Gravitation in einer niedrigeren Dimension.Höhere-Spin-Gravitation kann als Grenzfall von String-Theorie angesehen werden, in der die Theorie sich drastisch vereinfacht. Daher haben wir durch besseres Verständnis von Höheren-Spin-Gravitationstheorien auch unser Wissen über Stringtheorie verbessert. Wir haben Gravitationstheorien mit holographischen Beschreibungen da durch (fast) freie Quantenfeldtheorien und auch Theorien mit ein Bootstrap Program konzentriert.Das Forschungsgebiet dieses Projektes war Stringtheorie und Höhere-Spin-Gravitationstheorie. Das Forschungsteam hat die Konstruktion von konsistenten Theorien der Höheren-Spin-Gravitation in neuartigen Raumzeiten und die Analyse der Eigenschaften dieser Theorien gemacht. Die neuartigen Raumzeithintergründe, die wir untersuchen haben, sind nicht bloß für sich selbst betrachtet wichtig als neuartige Geometrien, sondern auch weil sie oft in der holographischen Beschreibung von Systemen der kondensierten Materie auftauchen, sowie auch in anderen Systemen mit weniger als maximaler Symmetrie.In diesem Rahmen haben wir auf neuartigen gekrümmten Hintergründen arbeiten und konsistente Höhere-Spin-Gravitationstheorien aufstellen, die sich auch holographisch beschreiben lassen, also die Existenz einer dualen Theorie erlauben. Nach der Konstruktion solcher Theorien hat das Forschungsteam ihre Eigenschaften analysiert, einschließlich der Eigenschaften von Schwarzen Löchern in diesen neuen Hintergründen. Im speziellen Fall von Asymptotisch-Flachem-Raum entwickelte das Forschungsteam auch das BMS Bootstrap Programm, einen wichtigen Schritt zur vollständigen Lösung der Theorie und die erste Konstruktion eines nichtkonformen Bootstrap Program.Europa ist seit langem stark in der Untersuchung von Höheren-Spin-Gravitationstheorien vertreten; auch das vorliegende Forschungsprogramm wurde am Institut für Theoretische Physik an der TU Wien in Zusammenarbeit des Antragstellers mit lokalen Fachleuten initiiert und konzipiert. Im Laufe des Projekts wurden die Rolle Österreichs bei der Erforschung Höheren-Spin-Gravitationstheorien und der Holographie sowie die fruchtbaren Kooperationen, die zur Entwicklung dieses Feldes geführt haben, fortgesetzt und erweitert.