Quasi-normale Moden von rotierenden Schwarzen Löchern und Neutronensternen: Gravitationswellen und AdS/CFT Korrespondenz

• Antragstellerin: Professorin Dr. Jutta Kunz-Drolshagen, seit 1/2021
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 383474539

Das Thema dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung von Schwarzen Löchern und Neutronensternen im Kontext der Allgemeinen Relativitätstheorie und in verallgemeinerten Theorien der Gravitation. Wir schlagen vor, die Eigenschaften solcher kompakter Objekte zu untersuchen wobei zusätzliche Felder, wie Skalar- und Eichfelder, vorhanden sein können oder auch Extra-Dimensionen, wie sie durch die String-Theorie und andere Kandidaten für eine Theorie der Quantengravitation motiviert werden. Die Forschung, die wir vorschlagen, hat zwei Hauptziele:-Die erste Richtung konzentriert sich auf die Emission von Gravitationswellen von verschiedenen astrophysikalisch relevanten Objekten, wie Schwarzen Löchern und Neutronensternen. Gravitationswellen wurden kürzlich von der LIGO-Kollaboration detektiert. Die Analyse zeigte, dass die Quellen dieser Messungen koaleszierende astrophysikalische Schwarze Löcher sind. Die stetige Verbesserung der Detektoren wird gestatten auch Gravitationswellen von anderen Quellen zu detektieren, wie von der Fusion von Neutronensternen, der Kollision von Weißen Zwergen, sowie möglicherweise andere noch unbekannte Phänomene. Ziel ist es, Gravitationswellenemission in verallgemeinerten Theorien der Schwerkraft zu untersuchen. Wir werden dazu phänomenologische Signaturen studieren wie die Beziehung zwischen den Ringdown-Frequenzen der Gravitationswellen mit einigen globalen Parametern, Rotationseigenschaften und mögliche Brechungen von universellen Beziehungen (Eikonal-Limes, I-love-Q). Durch Vergleich der detektierten Gravitationswellen mit den Vorhersagen der einzelnen Theorien können wir die Parameter und Felder der Theorien einschränken.- Die zweite Richtung wird sich auf die Untersuchung von höherdimensionalen Schwarzen Löchern konzentrieren. Diese Objekte sind im Kontext der String-Theorie interessant, die die Existenz von zusätzlichen Dimensionen vorhersagt, sowie der AdS / CFT Korrespondenz. Die Korrespondenz besagt, dass Felder, die in einer D-dimensionalen Gravitationstheorie propagieren, dual zu Quantenfeldern sind, die auf dem (D-1)-dimensionalen Rand propagieren. Insbesondere können schwarze Löcher in 5 Dimensionen verwandt werden, um thermische Zustände in einer 4-dimensionalen konformen Feldtheorie zu beschreiben. Diese Korrespondenz erlaubt, geometrische Objekte wie Schwarze Löcher zu verwenden, um die Eigenschaften von stark wechselwirkenden Quantensystemen zu erforschen. Unser Ziel ist, die Eigenschaften der neuen Schwarzen Löcher und möglicher Verallgemeinerungen bekannter Lösungen im Rahmen der Supergravitation zu studieren, insbesondere Lösungen, die asymptotisch AdS und supersymmetrisch sind. Wir werden die thermodynamischen Eigenschaften dieser Schwarzen Löcher, die Existenzdomäne und die Stabilität der verschiedenen Familien von Lösungen untersuchen, sowie mögliche Beziehungen dieser Lösungen zu Modellen der Teilchenphysik und der kondensierten Materie erforschen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Burkhard Kleihaus
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Jose Luis Blázquez Salcedo, Ph.D., bis 1/2021