Quantenfeldtheorie und Streuamplituden

Aus welchen Grundbausteinen besteht die Natur? Welche Kräfte halten sie zusammen? Diese Fragen bilden den Kern der Elementarteilchenphysik. Theoretische Physikerinnen und Physiker erforschen, wie Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen beschrieben werden können. Es gibt mehrere konkrete Hinweise dafür, dass wir bisher nur einen Teil des Bildes kennen.

Um herauszufinden, welche Bestandteile fehlen und wie sich das Bild vervollständigen lässt, sind die Forscher auf Anhaltspunkte aus experimentellen Beobachtungen angewieisen. Der wissenschaftliche Ansatz besteht darin, experimentelle Daten mit theoretischen Vorhersagen zu vergleichen. Letzteres erfordert das Verständnis der Quantenfeldtheorie, die dem Modell für die bekannten Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen zugrunde liegt.

Im Forschungsschwerpunkt Amplituden geht es um das Verständnis und die Berechnung von Wahrscheinlichkeiten von Streuprozessen in der Quantenfeldtheorie. Diese sind die grundlegenden Bausteine für Wirkungsquerschnitte, die an Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf gemessen werden können.

Streuamplituden haben neben dem phänomenologischen Aspekt auch faszinierende mathematische Eigenschaften. Sie erfüllen eine Reihe physikalischer Bedingungen und weisen offensichtliche und versteckte Symmetrien auf. Mitunter können die Amplituden einzig und allein aus ihrer Symmetrie und ihren analytischen Eigenschaften bestimmt werden. Viele moderne Berechnungsverfahren für die Amplituden basieren genau auf solchen strukturellen Erkenntnissen.

Schlüsselbegriffe zur Forschungsausrichtung der Gruppe:

  • Streuamplituden von Elementarteilchen
  • Feynman-Integrale, Differentialgleichungen und spezielle Funktionen
  • Infrarot-Divergenzen in der Quantenfeldtheorie
  • Konforme Symmetrie und Supersymmetrie
  • AdS/CFT-Korrespondenz, N = 4 super Yang-Mills Theorie

Quantenfeldtheorie am MPP

Prof. Dr. Johannes Henn und Dr. Babette Döbrich (Fotos: A. Griesch/MPP; privat)

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Cluster-Algebren sind Sets von Formeln, die miteinander in Verbindung stehen. Aus vereinfachten Theorien wurden sie zum ersten Mal für eine reale Quantenfeldtheorie weiterentwickelt. (Grafik: Carolin Leyck)

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Professor Dr. Johannes Henn (Foto: Isabel Jasnau)

Johannes Henn ist neuer Direktor am Max-Planck-Institut für Physik

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Name Funktion E-Mail Durchwahl Büro
Carrôlo, Sérgio PhD Student scarrolo 201 A.3.73
Ditsch, Sara PhD Student ditsch 293 A.3.52
Haensch, Maximilian Student haensch 334 A.3.66
Hegde, Subramanya, Dr. Postdoc subbu 596 A.3.73
Henn, Johannes, Prof. Dr. Director henn 420 A.3.51
Kuo, Chia-Kai, Dr. Postdoc ckkuai 200 A.3.54
Lagares, Martín PhD Student lagares 608 A.3.66
Lim, Jungwon PhD Student wonlim 317 A.3.52
López-Falcón, Diana, Dr. Scientific Coordinator dlf 427 A.3.77
Ma, Rourou PhD Student marr 200 A.3.89
Mazzucchelli, Elia PhD Student eliam 200 A.3.54
Raman, Prashanth, Dr. Postdoc praman 317 A.3.75
Redl, Julia Secretary redl 334 A.3.47
Salvatori, Giulio, Dr. Postdoc giulios 334 A.3.54
Scholtes, Sorana Communication & Outreach scholtes 434 A.3.09
Vazão, Francisco PhD Student fvvazao 200 A.3.89
Willen, Aaron Student willen 334 A.3.66
Yang, Qinglin Postdoc qlyang 544 A.3.75
Zhang, Shun-Qing, Dr. Postdoc sqzhang 405 A.3.87
Zhu, Yujiao Postdoc yzhu 427 A.3.50