Metrik-Skewon-Axion: Das Vakuum der allgemein kovarianten Elektrodynamik

• Applicant: Professor Dr. Friedrich W. Hehl
• Subject Area: Statistical Physics, Nonlinear Dynamics, Complex Systems, Soft and Fluid Matter, Biological Physics
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5394521

Wir gehen von elektrischer Ladungs- und magnetischer Flusserhaltung aus. Daraus ergeben sich die Maxwellschen Gleichungen in allgemein-kovarianter und metrikfreier Form, ausgedrückt in Erregung H = (D,H) und Feldstärke F = (E,B). Die elektromagnetischen Eigenschaften der Raumzeit (des Vakuums) können durch eine lineare Raumzeitrelation zwischen H und F charakterisiert werden. Dies führt auf einen vierstufigen Tensor X mit 36 Raumzeit-Funktionen, der in drei irreduzible Anteile, (1)X (20 unabhängige Komponenten) (2)X (15 Komponenten) und (3)X (1 Komponente) zerlegt werden kann. Die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen wird mittels der Fresnel-Gleichung untersucht. Der Anteil (1)X führt schließlich zur Ableitung des Lichtkegels. Der Anteil (2)X wird als zweistufiges spurfreies Tensorfeld erkannt. Dieses Skewonfeld stört die Lichtausbreitung und kann unter anderem zu Doppelbrechung im Vakuum und damit zur Verletzung der Lorentzinvarianz führen. Dagegen stört der (3)X-Teil, das abelsche Axion, die Lichtausbreitung nicht und steht auf der Liste der von den Experimentatoren gesuchten Teilchen. Wir wollen das Wechselspiel zwischen Metrik ("Graviton"), Skewon und Axion verstehen lernen (z.B. im frühen Universum und im Zusammenhang mit dunkler Materie).

• DFG Programme: Research Grants