Anomale Wechselwirkungen von holographischen Hadronen

Fundamentale Wechselwirkungen von Elementarteilchen werden durch verschiedenste Symmetrien bestimmt. Quanteneffekte können dazu führen, dass manche Symmetrien komplett gebrochen werden man spricht dann von Quantenanomalien, die manchmal dazu führen, dass Prozesse möglich werden, die in der klassischen Physik verboten wären. In diesem Projekt geht es um solche Prozesse für sogenannte Hadronen, die kurzlebige Bindungszustände der Quarks sind, die ansonsten die Bausteine von Protonen und Neutronen sind. Das erste und auch wichtigste Beispiel einer Quantenanomalie ist der Zerfall des neutralen Pions in zwei Photonen, der normalerweise durch Symmetrieüberlegungen ausgeschlossen erscheint. Eine neue Methode, bei der die Wechselwirkungen der fundamentalen Teilchen durch eine holographische Abbildung einer höherdimensionalen Gravitationstheorie beschrieben werden können, erlaubt Berechnungen dieser anomalen Prozesse, die mit herkömmlichen Methoden nur unzulänglich möglich wären. Damit kann beispielsweise die Streuung von Licht an Licht, wo diese anomalen Prozesse besonders wichtig sind, in Energiebereichen berechnet werden, die für Quantenkorrekturen zum magnetischen Moment von Myonen relevant sind, das zur Zeit durch ein neues Experiment am Fermilab bei Chicago mit bisher unerreichter Präzision vermessen wird. Weitere Anwendungen betreffen die anomale Produktion von Hadronen in Hochenergie-Beschleuniger- Experimenten wie dem Large Hadron Collider LHC am Europäischen Kernforschungszentrum CERN.