Die Heterotische/F-theorie Dualität: Flüsse und Modelle der Teilchenphysik

• Antragsteller: Dr. Paul-Konstantin Oehlmann
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299266565

Meine Forschung konzentriert sich auf Stringtheorie als eine fundamentale Beschreibung von Teilchenphysik und Gravitation. Diese faszinierende Theorie ermöglicht eine mathematisch konsistente Reformulierung von Physik als geometrische Räume.Jedoch ist Stringtheorie noch nicht vollständig verstanden und wird seit ihrer Entdeckung am Schnittpunkt von Mathematik und Physik erforscht. An diesem Schnittpunkt konnten sich reine Mathematik sowie Physik über die letzten Jahre gegenseitig enorm befruchten, da sie gleiche Prozesse komplementär beschreiben. Eine sehr ähnliche Beziehung liegt auch der Heterotisch/F-Theorie Dualität zugrunde, auf welche wir uns in diesem Projektvorschlag konzentrieren möchten. Bei dieser Dualität beschreiben ebenfalls zwei verschiedene Stringtheorien auf unterschiedlichen Geometrien die gleiche Physik auf komplementäre Art und Weise. In solch einem Falle profitieren beide Theorien von jeweils dualen Formulierung und deren alternativen Techniken. Im perturbativem Regime, d.h. bei schwachen Wechselwirkungen ist der heterotisch String sehr gut verstanden. Diese Theorie ist ein guter Startpunkt für phänomenologisch relevante Modelle jenseits des Standardmodells. Auf der anderen Seite jedoch sind nicht-perturbative Strukturen sowie die Stabilisierung der gesamten Geometrie, der so genannten Moduli weniger gut verstanden. F-Theorie ermöglicht jedoch eine Beschreibung von nicht-perturbativen Effekten und ermöglicht es Vorteile verschiedener String Theorien in sich zu vereinen. In den letzten Jahren wurde F-Theorie formal stark erweitert. Insbesondere die Beschreibung von abelschen Symmetrien machte einen großen Schritt vorwärts. Diese Symmetrien sind sehr wichtig, da sie z.B. der elektromagnetischen Wechselwirkung zu Grunde liegen. Allerdings sind weitere Bestandteile immer noch nicht vollständig verstanden die für phänomenologische Anwendungen höchst relevant sind, wie im Falle von G4 Fluss. Die Heterotische/F-theory Dualität ermöglicht es uns Erkenntnisse in beiden Theorien aufeinander abzubilden und somit fehlende Strukturen zu komplettieren. Diese neuen Strukturen können dann über den Punkt der Dualität hinaus verallgemeinert werden. In diesem Projektvorschlag wollen wir zum einen G4 Fluss mit Hilfe der heterotischen Theorie erforschen. Außerdem werden wir die erfolgreichen Mechanismen zur Modulistabilisierung in beiden Theorien aufeinander abbilden. Weiterhin wird die Kontrolle über den abelschen Sektor in F-Theorie zu neuen heterotische dualen Geometrien mit bisher unbekannten Eigenschaften führen. Schließlich hat unser Forschungsvorhaben klare phänomenologische Anwendungen als Ziel: Wir werden phänomenologisch interessante Modelle im heterotischen String verfeinern sowie auf ein F-Theorie duales Gegenstück abbilden und um nicht perturbative Effekte erweitern. Innerhalb dieses Projektes wollen wir somit Modelle der Teilchenphysik vereinheitlicht mit Gravitation zu einem neuem Grad der Perfektion bringen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professorin Dr. Lara B. Anderson; Professor Dr. James Gray