Offene Quantendynamik Dunkler Materie im Elektronenmikroskop

Astrophysikalische Beobachtungen deuten auf die Existenz von riesigen, unbekannten Quellen von Gravitation in Galaxien und größeren Strukturen hin. Heutzutage schreiben wir dieses Phänomen der dunklen Materie zu. Die eigentliche Natur dieser dunklen Materie ist eines der größten offenen Probleme der modernen Physik. Hypothetische Teilchen, die nur schwach mit den bereits bekannten Elementarteilchen wechselwirken sollen, sind die beliebtesten bisher vorgeschlagenen Lösungen. Jedoch wurden solche (dunklen) Teilchen trotz enormer experimenteller Anstrengungen bis heute noch nicht gefunden. Es wird erwartet, dass viele Kandidaten für dunkle Materie mit Elektronen und Photonen in quantenoptischen Experimenten wechselwirken würden. Um jedoch moderne Quantentechnologien als präzise Detektoren für dunkle Materie anwenden zu können, müssen die offenen Quantendynamiken bereits bekannter Teilchen, welche durch dunkle Teilchen induziert werden würden, verstanden werden. Offene Quantendynamiken sind die beobachtbaren effektiven Dynamiken von Quantenteilchen, wenn nur die Teilchen selbst direkt und mögliche Einflussquellen nur indirekt betrachtet werden. In diesem Projekt wird ein mächtiger theoretischer Rahmen entwickelt werden, mit welchem die offene Quantendynamik bereits bekannter Teilchen induziert durch Wechselwirkungen mit populären Kandidaten für dunkle Materie beschrieben werden kann. Dieser wird dann darauf angewendet werden, neue Erkenntnisse über die Parameter dieser Modelle dunkler Materie aus Experimenten in einem modernsten Elektronenmikroskop zu gewinnen.