SFB 676:  Teilchen, Strings und frühes Universum: Struktur von Materie und Raum-Zeit

• Fachliche Zuordnung: Physik ; Mathematik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 13245592

Das Forschungsprogramm des Sonderforschungsbereichs bewegt sich an der Schnittstelle von Teilchenphysik, Stringtheorie und Kosmologie. In der Teilchenphysik werden die Experimente am "Large Hadron Collider (LHC)" in Genf die Frage nach den elementaren Bausteinen der Materie neu stellen und den Mechanismus, der für die Erzeugung ihrer Massen verantwortlich ist, ergründen. In Neutrinoexperimenten werden die Eigenschaften der Neutrinos (Massen und Mischungswinkel) neu vermessen, die sowohl für die Teilchenphysik wie auch für die Kosmologie von Interesse sind. Eine Reihe von geplanten kosmologischen Beobachtungen stellen die Frage nach dem Ursprung der dunklen Materie und dunklen Energie sowie nach der frühen Geschichte unseres Universums.
Mehrere Arbeitsgruppen des Sonderforschungsbereichs sind an diesen teilchenphysikalischen Experimenten und kosmologischen Beobachtungen beteiligt. Begleitet werden diese Entwicklungen von theoretischen und mathematischen Untersuchungen. Insbesondere werden mögliche (supersymmetrische) Erweiterungen des Standard-Models der Teilchenphysik untersucht. Solche Theorien liefern neben interessanten Vorhersagen für neue Elementarteilchen auch einen vielversprechenden Kandidaten für die dunkle Materie. Aspekte der kosmischen Leptogenese sowie der quantenfeldtheoretischen Grundlagen der Kosmologie sind weitere Forschungsaspekte des Sonderforschungsbereichs.
Theoretisch zusammengeführt werden Teilchenphysik und Kosmologie in der Stringtheorie. Die mathematische Entwicklung der Stringtheorie sowie ihre Anwendungen in der Teilchenphysik und Kosmologie bilden einen zentralen Forschungsschwerpunkt des Sonderforschungsbereichs. Hier werden sowohl die mathematischen Grundlagen der Stringtheorie weiter entwickelt wie auch mögliche teilchenphysikalische Modelle der Stringtheorie untersucht. Der Zusammenhang von Stringtheorie und Quantenchromodynamik sowie die Rolle der Skalarfelder in der Physik des frühen Universums sind weitere Forschungsaspekte. So steht das Zusammenspiel von Teilchenphysik, Kosmologie und Stringtheorie im Mittelpunkt der Forschung des Sonderforschungsbereichs mit dem Ziel, eine vereinigte Theorie von Materie und Raum-Zeit zu entwickeln und zu etablieren.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche
• Internationaler Bezug: Frankreich, Italien

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Teilchenphysik und Stringkompaktifizierungen (Teilprojektleiter Buchmüller, Wilfried ;  Louis, Jan )
• A02 - Time-dependent Backgrounds in String Theory (Teilprojektleiter Samtleben, Henning ;  Schomerus, Volker ;  Teschner, Jörg )
• A03 - QCD und String Theorie (Teilprojektleiter Moch, Sven-Olaf ;  Schomerus, Volker )
• A04 - Mathematische Grundlagen der Stringtheorie (Teilprojektleiter Schweigert, Christoph )
• A06 - Mathematische Aspekte von Stringkompaktifizierungen (Teilprojektleiter Cortés, Vicente ;  Louis, Jan )
• A08 - Integrabilität in zwei-dimensionaler konformer Feldtheorie (Teilprojektleiter Runkel, Ingo ;  Teschner, Jörg )
• A09 - Schleifen und Beine (Teilprojektleiter Boels, Rutger ;  Kniehl, Bernd A. )
• A10 - Topologische Quantenfeldtheorien von und für vierdimensionale Eichtheorien (Teilprojektleiter Schweigert, Christoph ;  Teschner, Jörg )
• A11 - Integrable Deformationen des AdS Superstrings und ihre dualen Eichtheorien (Teilprojektleiter Arutyunov, Gleb )
• B01 - Optimierung des ILC setups: Physikprogramm, Betriebsszenarien und Designentscheidungen (Teilprojektleiterinnen List, Jenny ;  Moortgat-Pick, Gudrid )
• B02 - Boost-Topologien und Supersymmetrie (Teilprojektleiter Schleper, Peter ;  Tackmann, Frank J. )
• B03 - Neutrinophysik und Astrophysik bei niedrigen Energien: Theorie, Phänomenologie und Beobachtung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Hagner, Caren ;  Mirizzi, Alessandro )
• B04 - Instabilität von Quantenfeldern und Higgsvakuum (Teilprojektleiter Kniehl, Bernd A. )
• B06 - Strong Interactions and New Physics at the LHC (Teilprojektleiter Bartels, Jochen ;  Klanner, Robert )
• B08 - Globale SM + BSM Fits mit Resultaten vom LHC und anderen Experimenten (Teilprojektleiter Haller, Johannes ;  Weiglein, Georg )
• B09 - Untersuchung der Natur von Higgs-Physik und elektroschwacher Symmetriebrechung mit Resultaten vom LHC (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Schleper, Peter ;  Tackmann, Ph.D., Kerstin ;  Weiglein, Georg )
• B11 - Top-Quark Physik am LHC (Teilprojektleiter Moch, Sven-Olaf ;  Reuter, Jürgen )
• C01 - Axionen und andere sehr schwach wechelwirkende sub-eV Teilchen (Teilprojektleiter Horns, Dieter ;  Ringwald, Andreas )
• C02 - Suche nach Dunkler Materie (Teilprojektleiter Brüggen, Ph.D., Marcus ;  Horns, Dieter )
• C03 - Leptogenese und Dunkle Materie (Teilprojektleiter Buchmüller, Wilfried )
• C04 - Astrophysikalische Einschränkungen an die Variation von fundamentalen Naturkonstanten (Teilprojektleiter Reimers, Dieter )
• C05 - Typ Ia Supernovae und Dunkle Energie (Teilprojektleiter Hauschildt, Peter H. )
• C06 - Skalarfelder in der Kosmologie: Inflation, Dunkle Materie und Dunkle Energie (Teilprojektleiter Louis, Jan ;  Westphal, Alexander )
• C07 - Thermodynamics of quantum elds in nonstationary spacetimes (Teilprojektleiter Fredenhagen, Klaus )
• C08 - Propagation von hochenergetischer Strahlung aus dem Universum (Teilprojektleiter Sigl, Günter )
• C09 - Kosmische Magnetfelder und ihre Rolle in der Hochenergie-Astrophysik (Teilprojektleiter Banerjee, Robi Stefan ;  Sigl, Günter )
• C10 - Auswirkungen eines kosmologischen Phasenübergangs erster Ordnung (Teilprojektleiter Konstandin, Thomas ;  Sigl, Günter )
• MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiterin Moortgat-Pick, Gudrid )
• Z - Geschäftsstelle des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Haller, Johannes ;  Louis, Jan )

• Antragstellende Institution: Universität Hamburg
• Beteiligte Institution: Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
• Sprecher: Professor Dr. Johannes Haller, seit 7/2016; Professor Dr. Jan Louis, bis 6/2016