String-Theorie trifft Experiment

Das Forschungsfeld dieses Projekts ist String Theorie und die zugehörigen phänomenologischen Aspekte. String Theorie ist eine sehr vielseitige Theorie und bis heute die einzige Theorie, die die Gravitation mit der Quantenmechanik und der Teilchenphysik vereinheitlicht. In den letzten Jahren wurde etliche semi-realistische Modelle in der String Theorie konstruiert, die das Standard Modell der Teilchenphysik erfolgreich in die String Theorie einbetten. Alle diese Modelle sagen typischer Weise neue Teilchen voraus: neue massive Eichbosonen (wie z.B. massive Photonen), die eine der attraktivsten Szenarios für neue Teilchenphysik am LHC Experiment sind, schwerere Kopien der Standardmodell-Elementarteilchen (also der Elektronen, Quarks , etc.) und axionische Teilchen, die sehr schwach mit den Teilchen des Standard Modells wechselwirken und deshalb die Rolle der dunklen Materie in unserem Universum übernehmen können. Unser Ziel ist es die phänomenologischen Auswirkungen dieser neuen Felder im Bezug auf die experimentellen Daten vom LHC Beschleuniger am CERN und Astroteilchenphysikexperimenten zu analysieren. Zum Beispiel, eine massive Kopie des Higgsfeldes mit einer Masse von 750 GeV ist ein guter Kandidat für den beobachteten Diphoton-Überschuss, der kürzlich von den Experimenten am LHC bekannt gegeben wurde. Die String Theorie sagt in diesem Fall ein weiteres Teilchen mit einer Masse von 1053 GeV voraus, nach dem in Zukunft gesucht werden kann. Der Forschungsbereich dieses Projektes ist Stringphänomenologie, welche in Europa stärker vertreten ist als in anderen Teilen der Welt. Das Projekt wird Österreichs und Europas Vorreiterrolle stärken, indem es die Forschung in diesem Bereich vertieft und in dem es zu neuen Vorhersagen für weitere Teilchen führt. Ohne Frage würde die Entdeckung solcher Teilchen einen großen Durchbruch in der Hochenergiephysik bedeuten. Des weiteren würde es ein klares Signal sein dass Springtheorie in der Tat die fundamentale Theorie ist, die unser Universum beschreibt.

Das Forschungsgebiet dieses Projekts ist die Stringtheorie und die damit verbundenen phänomenologischen Effekte. Die Stringtheorie ist ein sehr reichhaltiger Rahmen und bis heute die einzige Theorie, die die Quantengravitation konsistent beschreibt. In den letzten Jahren wurden verschiedene halbrealistische Modelle konstruiert, die das Standardmodell erfolgreich in die Stringtheorie einbetten. Alle diese Modelle sagen typischerweise neue Partikel voraus: neue massereiche Eichbosonen (wie massereiche Photonen), eines der attraktivsten Szenarien am LHC für die Physik jenseits des Standardmodells schwerere Kopien aller Materieteilchen des Standardmodells (Elektronen, Quarks usw.) und Axionen, das sind Teilchen, die sehr wöchentlich mit dem Standardmodell interagieren und somit die Rolle der Dunklen Materie spielen können. Wir analysieren die phänomenologischen Implikationen dieser neuen Felder im Hinblick auf experimentelle Daten, die vom LHC am CERN erwartet werden, und präsentieren Astroteilchenexperimente. Das an diesem Antrag beteiligte Forschungsgebiet ist die Stringphänomenologie, die in Europa im Vergleich zu anderen Bereichen weltweit stärker ist. Es wird die Exzellenz Österreichs und der EU einerseits durch die Erweiterung dieser Expertise stärken, andererseits durch die Bereitstellung von Vorhersagen für die Entdeckung neuer Teilchen. Die Entdeckung solcher Teilchen wäre eindeutig eine große Errungenschaft für die Hochenergiephysik und wird ein deutliches Signal für die Fundamentaltheorie liefern.