Emmy Noether-Stipendium für DESY-Theoretikerin

DESY-Theoretikerin Elli Pomoni erhält ab dem 1. Juni ein mit fast einer Million Euro dotiertes Emmy-Noether-Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Das Emmy Noether-Programm unterstützt junge Forscher bei der unabhängigen Forschung in der Frühphase ihrer wissenschaftlichen Karriere. Elli Pomoni wird mit den Mitteln eine Nachwuchsgruppe mit zwei Doktoranden und einem Postdoc aufbauen. Über den Förderzeitraum von fünf Jahren werden Pomoni und ihr Team sich dem Forschungsprojekt „Exakte Ergebnisse in Eichtheorien“ widmen.

Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons am LHC am CERN wurde das Standardmodell der Teilchenphysik, die wohl am besten experimentell getestete Theorie in der Physik, vervollständigt. Nach dem Standardmodell besteht die Materie aus Teilchen, die durch drei verschiedene Kräfte wechselwirken: Elektromagnetismus, Schwache und Starke Kraft (Wechselwirkung). Diese Kräfte können durch sogenannte Eichtheorien beschrieben werden. Laut der Quantentheorie der starken Wechselwirkung, der sogenannten Quanten-Chromodynamik, bestehen Atomkerne aus Quarks, die durch den Austausch von Gluonen zusammengehalten werden. Aber auch 40 Jahre nach Entwicklung dieser Theorie kann sie das sogenannte Confinement nicht erklären, die experimentelle Tatsache, dass Quarks nie einzeln, sondern immer nur in Kernen oder Paaren gebunden vorkommen. Dies ist eines der größten offenen Probleme in der theoretischen Physik. Das Quark-Confinement stellt eine solche Herausforderung für die Theoretiker dar, weil bis in die jüngste Zeit alle vorhandenen Analysewerkzeuge der Teilchenphysik nur gültig waren, wenn die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen sehr schwach sind. Auf ähnliche Probleme treffen die Physiker bei dem Versuch, andere große Probleme in verschiedenen Bereichen der Physik zu lösen, beispielsweise Hochtemperatursupraleitung und Hall-Effekt.

In den letzten Jahrzehnten wurden bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung von Eichtheorien erreicht. Theoretische Physiker sind dank der Entdeckung versteckter Symmetrien, Holographie und anderen modernen mathematischen Techniken inzwischen in der Lage, eine Vielzahl von Prozessen exakt zu berechnen, die vorher unerreichbar schienen. Allerdings wurden die meisten dieser Ergebnisse nur für hochsymmetrische und damit unrealistische Eichtheorien in vier Dimensionen erreicht. Elli Pomoni möchte diesen Gordischen Knoten lösen und mit ihrer Gruppe neue Methoden entwickeln, um exakte Ergebnisse für realistischere Eichtheorien mit weniger Supersymmetrien zu erhalten.