Erforschung der Landschaft der Stringtheorie Flussvakua durch Exceptional Field Theory

• Antragsteller: Dr. Emanuel Malek
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426510644

Stringtheorie, unsere bestentwickelte Quantengravitationstheorie, ist nur in 10 Dimensionen konsistent. Einsichten erlangen wir in weniger-dimensionelle Physik, indem wir Stringtheorie "kompaktifizieren", d.h. auf Räumen studieren, wo einige Dimensionen kompakt sind. Viele Eigenschaften der weniger-dimensionellen Theorien, z.B. das Partikelspektrum, sind in der Geometrie des kompakten Raumes verschlüsselt. Dies führt zu Stringtheorie-Vorhersagen für unser Universum.Auch bezieht die "Holographie" Stringtheorie auf D-dimensionellen Anti-de Sitter Raum, ein negativ-gekrümmter Raum, zu Quantentheorien ohne Schwerkraft in D-1 Dimensionen. In den letzten 20 Jahren hat das zu vielen neuen Einsichten in Quantentheorien, welche z.B. der starken Nuklearkraft oder Superleitern unterliegen, geführt.In Stringphenomenologie und Holographie ist es wichtig, Kompaktifizierungen zu studieren, die durch "Flüsse", höher-dimensionelle Analogen elektromagnetischer Flüsse, durchbohrt werden. Aber es fehlt ein systematisches Verständnis dieser Flusskompaktifizierungen. Daher können wir bisher nur solche Kompaktifizierungen studieren, in denen Flüsse eine schwache “Rückreaktion” auf die Geometrie ausüben. Es ist auch schwierig, Deformationen von AdS Vakua zu konstruieren und den Raum der AdS Vakua zu studieren, obwohl beide wichtige Einsichten über stark-gekoppelte Quantenheorien, die meist nicht direkt studiert werden können, enthalten.Die Schwierigkeit, Flusskompaktifizierungen zu studieren, folgt aus der Abhängigkeit von Riemannscher Geometrie. Dieses Projekt benutzt daher die Exceptional Field Theory, an dessen Entwicklung ich wesentlich beigetragen habe. Hierbei werden Freiheitsgrade der Flüsse und der Schwerkraft vereinheitlicht, was zu einer natürlichen Sprache führt, um Flusskompaktifizierungen zu studieren. Auch erlaubt sie uns nicht-geometrische Hintegründe zu studieren, bei denen unsere übliche Vorstellung der Raumzeit zusammenbricht und die nicht mit üblichen Werkzeugen studiert werden können. Nicht-geometrische Hintergründe haben aber günstige phenomenologische Eigenschaften und können zu neuen holographischen Dualitäten führen.Dieses Projekt wird systematisch supersymmetrische Flussvakua der Stringtheorie und deren Deformationen studieren und klassifizieren, und deren Role in realistischen Stringmodellen und in Holographie erkunden. Unsere Ziele:[A] Analysieren des Moduliraums und Eichgruppen von generischen 4-dimensionellen supersymmetrischen Minkowski-Vakua.[B] Verstehen der Topologie von supersymmetrischen Minkowski-Flussvakua und Entwicklung von neuen Methoden für rückreagierte Flussvakua.[C] Klassifizierung aller supersymmetrischen AdS Vakua der 10-/11-dimensionellen Supergravitation, und Suche nach nicht-geometrischen AdS Vakua.[D] Konstruieren von endlichen supersymmetrischen und Supersymmetrie-brechenden Deformationen der supersymmetrischen AdS Vakua.[E] Entwicklung eines holograpischen Wörterbuchs für Präzisionstests der Holographie.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen