Thomas Steingasser, Ludwig-Maximilians-Universität München

Emergente Geometrie und ihr Zusammenhang mit Eichtheorien

Die Aufgabe der theoretischen Grundlagenphysik besteht darin, unser Verständnis der das Universum "steuernden" Gesetzmäßigkeiten zu erweitern. Im 20. Jahrhundert ist es ihr gelungen, Theoriengebäude zu entwickeln, die zwischen dem Universum als Ganzem (~10^30m) und den komplizierten Wechselwirkungen von Elementarteilchen (~10^-18m) eine konsistente Beschreibung aller aktuell beobachtbaren Phänomene erlauben. Diese Theoriegebäude sind jedoch insofern unvollständig, als sie trotz ihrer deskriptiven Macht für viele Phänomene keine Erklärung liefern. Darüber hinaus existieren überzeugende theoretische Argumente, die dafür sprechen, dass unsere aktuellen Theorien unvollständig sind und für ein vollständiges Verständnis erweitert werden müssen.

In meiner Promotion untersuche ich die Schnittstelle von Teilchenphysik und Allgemeiner Relativitätstheorie, mit dem Ziel aus dem Wechselspiel beider Theoriegebäude auf die Eigenschaften der ihnen zugrunde liegenden, fundamentaleren Theorien schließen zu können. Dabei konzentriere ich mich insbesondere auf Aspekte, die durch die perturbativen Methoden, die einen Großteil der aktuellen Forschung dominieren, nicht zugänglich sind. Beispiele hierfür sind ein Zusammenhang zwischen der Geometrie der Raumzeit und der Physik von Quark-Kondensaten, eine Methode zur Einschränkung von Parametern der Teilchenphysik durch kosmologische Überlegungen sowie ein Verfahren, das es erlauben könnte einige Probleme der Verbindung von Allgemeiner Relativitätstheorie und Gravitation zu umgehen.