Holographische Quantenchromodynamik und Hadronphysik

Hadronen sind Elementarteilchen, die der starken Kernkraft unterworfen sind. Die fundamentale Theorie dazu ist die Quantenchromodynamik (QCD), die mit herkömmlichen Methoden nicht zur Gänze beherrscht wird. Holographische QCD (hQCD) ist ein neuartiger Zugang, der auf einer Dualität von stark gekoppelten Eichtheorien in 4 Dimensionen und Gravitationstheorien in 5 Dimensionen beruht. Dieses Projekt hat zum Ziel, hQCD weiterzuentwickeln und zu verfeinern, mit Anwendungen in der Hadronenphysik wie hadronische Licht-an-Licht-Streuung, zentral-exklusive Produktion von Mesonen und Gluebällen in Hochenergiebeschleunigern und die Phasenstruktur von dichter baryonischer Materie im Inneren von Neutronensternen.

Hadronen sind Elementarteilchen, die der starken Kernkraft unterworfen sind. Die fundamentale Theorie dazu ist die Quantenchromodynamik (QCD), die mit herkömmlichen Methoden nicht zur Gänze beherrscht wird. Holographische QCD (hQCD) ist ein neuartiger Zugang, der auf einer Dualität von stark gekoppelten Eichtheorien in 4 Dimensionen und Gravitationstheorien in 5 Dimensionen beruht. Dieses Projekt hatte zum Ziel, hQCD weiterzuentwickeln und zu verfeinern, mit Anwendungen in der Hadronenphysik wie hadronische Licht-an-Licht-Streuung, zentral-exklusive Produktion von Mesonen und Gluebällen in Hochenergiebeschleunigern und die Phasenstruktur von dichter baryonischer Materie im Inneren von Neutronensternen. Die erzielten Ergebnisse konnten dazu verwendet werden, die Vorhersage für das anomale magnetische Moment von Myonen zu verbessern, das zur Zeit in einem laufenden Experiment am Fermilab bei Chicago mit bisher unerreichter Genauigkeit vermessen wird (auf 10 Nachkommastellen), womit das gegenwärtige Standardmodell der Teilchenphysik getestet werden kann. Für Gluebälle, das sind Elementarteilchen, die nur aus der Selbstwechselwirkung der starken Kernkraft resultieren, ohne Materie in der Form von Quarks zu beinhalten, konnten charakteristische Zerfallsmuster, die auch Photonen beinhalten, bestimmt werden. Und für die dichte Materie im Inneren von Neutronensternen konnte ein Modell hergeleitet werden, das eine Erklärung für die ultrarelativistische Schallgeschwindigkeit liefert, die im Kern von Neutronensternen vermutet wird, wobei auch die resultierenden Muster an Gravitationswellen bei der Kollision und Verschmelzung solcher Neutronensterne bestimmt wurden.