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Quantenchromodynamik mit chiral rotiertem Massenterm

Fachliche Zuordnung Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
Förderung Förderung von 2006 bis 2012
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21787514
 
Erstellungsjahr 2011

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die experimentelle und theoretische Forschung auf dem Gebiet der kleinsten Teilchen hat gezeigt, dass die Materie aus einer kleinen Zahl fundamentaler Bausteine besteht zu denen die sogenannten Quarks gehören. Die fundamentalen Teilchen wechselwirken untereinander durch vier Arten von Kräften. Unter ihnen ist die sogenannte starke Wechselwirkung, welche die Quarks zu den experimentell beobachtbaren Teilchen zusammenbindet. Es existiert eine Theorie, welche die Quarks und die zwischen ihnen wirkenden starken Kräfte nach den Grundsätzen der Quantentheorie beschreibt: die Quantenchromodynamik QCD. Für hochenergetische Vorgänge, wie sie sich beispielsweise in den Streuexperimenten an den großen Beschleunigeranlagen abspielen, lassen sich Näherungsverfahren zur Berechnung von Vorhersagen anwenden, welche sich bestens bewährt haben. Im Bereich niedriger Energie allerdings versagen diese Verfahren und die grundlegenden Eigenschaften der Elementarteilchen, darunter ihre Massen und eine Reihe weiterer Größen, müssen mit anderen Methoden berechnet werden. Ein Verfahren, das hier weiterhilft, beruht auf der Simulation der QCD mit Hilfe von Computern. Hierzu müssen Raum und Zeit diskretisiert und durch ein vierdimensionales Gitter ersetzt werden. In unserer Forschergruppe, der European Twisted Mass Collaboration, haben wir Simulationen der Theorie auf Supercomputern durchgeführt und durch theoretische Rechnungen ergänzt und begleitet. Dabei verwenden wir eine besondere Formulierung der Theorie, welche die systematischen Fehler aufgrund der Diskretisierung reduziert und effizientere Simulationen gestattet. Unsere Rechnungen haben eine Vielzahl von Ergebnissen über die Eigenschaften der stark wechselwirkenden Teilchen erbracht. Einige der Ergebnisse, die sich mit experimentellen Resultaten vergleichen lassen, dienen der Prüfung der Theorie; andere Ergebnisse liefern Erkenntnisse über physikalisch relevante Messgrößen, die bisher nur ungenau bekannt waren. Die Arbeiten werden in Zukunft zur Gewinnung weiterer Resultate fortgesetzt werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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