Theoretische Astroteilchenphysik

Die Elementarteilchenphysik hängt in vielfältiger Weise mit fundamentalen Fragen des Universums zusammen. Woraus besteht die „dunkle Materie“, die die Dynamik von Galaxien und kosmischen Strukturen bestimmt? Wie erklärt sich die „dunkle Energie“, die eine Beschleunigung der Expansion des Universums bewirkt? Weshalb gibt es normale Materie, aber kaum Antimaterie im Universum? Welche Rolle spielen Neutrinos in der Kosmologie und in der Astrophysik? Wo sind die astrophysikalischen Beschleuniger, die für die energiereiche kosmische Strahlung verantwortlich sind?

Die theoretische Astroteilchen-Gruppe beschäftigt sich mit einigen dieser grundlegenden Fragen. Ein zentrales Thema sind Untersuchungen, welchen Einfluss Neutrinos auf Supernova-Explosionen haben, und was man daraus über Neutrinoeigenschaften lernen kann. Ein besonderer Schwerpunkt sind Untersuchungen zur Rolle von neuartigen Teilchen, die noch schwächer als Neutrinos wechselwirken, als Kandidaten für dunkle Materie. Beispiele sind die sogenannten Axionen oder sterilen Neutrinos. Weiterhin verbindet die Gruppe die Erkenntnisse aus astrophysikalischen und kosmologischen Beobachtungen mit den Resultaten erdgebundener Experimente, um so unser Wissen über die Teilchenphysik zu maximieren.