QCD Phasendiagramm bei endlicher Temperatur und Dichte

• Antragsteller: Dr. Mario Mitter
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 328513564

Eine der großen Herausforderungen der Hochenergiephysik sind die Eigenschaften und möglichen Phasen stark wechselwirkender Materie bei hohen Temperaturen und Dichten. Temperaturen von einigen Billionen Kelvin waren nicht ungewöhnlich im sehr frühen Universum und ähnlich hohe Temperaturen können durch die Kollision von Bleiionen im Large Hadron Collider (LHC) am CERN und Goldionen im Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) am Brookhaven National Lab (BNL) erzeugt werden. Hohe Dichten, von der selben Größenordnung wie sie auch in Atomkernen vorherrschen, können zum Beispiel in Neutronensternen gefunden werden und vergleichbare Dichten werden im Beam Energy Scan Programm am RHIC sowie im High Acceptance DiElectron Spectrometer (HADES) und in der geplanten Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt untersucht.Stark wechselwirkende Materie wird durch die Quantenchromodynamik (QCD) beschrieben und ihre Eigenschaften als Funktion der Temperatur und Dichte werden im QCD Phasendiagramm zusammengefasst. Obwohl man in den letzten Jahrzehnten viel über dieses Phasendiagramm herausgefunden hat, können die Eigenschaften stark wechselwirkender Materie bei mittleren und hohen Dichten nicht direkt berechnet werden.Das Ziels dieses Projektes ist die modellparameterunabhängige Untersuchung des Phasendiagramms der QCD. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Berechnung von Größen, die experimentell beobachtbar oder wichtig für die phänomenologische Beschreibung von Schwerionenkollisionen sind, gelegt. Zu diesen gehören die experimentell beobachtbaren Fluktuationen der erhaltenen Ladungen und auch die Zustandsgleichung stark wechselwirkender Materie, welche wesentlich in die hydrodynamische Simulation von Schwerionenkollisionen eingeht. Diese Größen werden mit der funktionalen Renormierungsgruppe (FRG) berechnet, wobei frühere Rechnungen auf nichtverschwindende Temperaturen und Dichten verallgemeinert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Robert D. Pisarski, Ph.D.