Holografie jenseits der Supergravitationsnäherung und Heat-Kernel-Methoden

• Antragsteller: Dr. Lorenzo Casarin
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563118678

Unser Verständnis der physikalischen Welt beruht auf zwei Säulen: der Quantenfeldtheorie, welche die mikroskopische Struktur der Materie erklärt, und der Allgemeinen Relativitätstheorie, welche die Gravitationsphänomene und fast die gesamte Geschichte des Universums beschreibt. Trotz ihrer jeweiligen spektakulären Vorhersagekraft treten bei der Zusammenführung beider Prinzipien schwerwiegende Widersprüche auf. Daher bleibt die Beschreibung der Gravitation gemäß den Quantenprinzipien, also die Formulierung einer 'Quantengravitationstheorie', ein fundamentales Problem der modernen Physik. Ein vielversprechender Ansatz ist die String/M-Theorie, die jedoch so vielfältig und komplex ist, dass viele Aspekte unverstanden bleiben. Die String/M-Theorie legt unerwartete Verbindungen zwischen unterschiedlichen physikalischen Theorien nahe, wie zum Beispiel die 'holographische Korrespondenz'. Dies ist eine vermutete Dualität zwischen einer Quantengravitationstheorie und einer Quantenfeldtheorie ohne Gravitation in niedriger Dimension. Diese Dualität erlaubt es, komplexe Aspekte einer Theorie durch einfachere Analysen in der dualen Theorie zu untersuchen. Sie wird in den unterschiedlichsten Bereichen der Physik erfolgreich angewandt und ist zu einem Eckpfeiler der zeitgenössischen Physik geworden. Dennoch sind ihre Details und Rahmenbedingungen noch unklar, da ein präziser Vergleich beider Seiten der Dualität äußerst schwierig ist. Mein Forschungsprojekt zielt darauf ab, entscheidende Aspekte der holographischen Korrespondenz mithilfe der modernsten Ergebnisse der Quantenfeldtheorie zu verstehen. In den letzten Jahren wurden Eigenschaften der Quantenfeldtheorie mit vorher unerreichbarer Präzision berechnet. Ich werde die dualen Aspekte der Quantengravitationstheorie erforschen und vergleichen; dadurch wird die holographische Korrespondenz detailliert analysiert und vertieft. Dieses Projekt wird neues Licht auf die Quantengravitation und die holographische Korrespondenz werfen, mit direkter Anwendung in der String/M-Theorie, der Quantenphysik der Schwarzen Löcher sowie mit potentiell weitreichenden Folgen für unserer Beschreibung des Universums.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Belgien
• Gastgeber: Professor Dr. Nikolay P. Bobev