Die Zustandsgleichung dichter Materie aus QCD und effektiven Theorien mit Paritätsdopplung

• Antragsteller: Dr. Jürgen Eser
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565402889

Das Forschungsprojekt untersucht die Zustandsgleichung von dichter, neutronenreicher Materie. Es betrifft Materie im Bereich mittlerer bis großer Baryonendichten und moderater Temperatur, wie sie in den inneren Kernen von Neutronensternen, bei Neutronensternverschmelzungen sowie in Materie, welche in relativistischen Schwerionenkollisionen erzeugt wird, zu finden sind. Unser derzeitiges Wissen über die Eigenschaften von Materie unter solchen Bedingungen, bei denen Gitterrechnungen und Störungsmethoden versagen, ist nach wie vor sehr begrenzt. Ziel des Projekts ist es, unser Verständnis der Phasenstruktur von dichter, neutronenreicher Materie auf der Grundlage einer effektiven nukleonischen Theorie zu verbessern, welche gemeinhin als Paritäts-Doublett-Modell bezeichnet wird. Diese effektive Theorie und ihre Parameter werden aus den fundamentalen Wechselwirkungen der Quantenchromodynamik unter Verwendung der nicht-perturbativen funktionalen Renormierungsgruppe und der dynamischen Hadronisierung abgeleitet. Im Gegensatz zu vielen ähnlichen relativistischen Modellen berücksichtigt das Paritäts-Doublett-Modell eine Nukleonenmasse, die mit der chiralen Symmetrie der Quantenchromodynamik vereinbar ist. Das Modell wird zudem durch Gitterrechnungen unterstützt. Es wird erwartet, dass die chiral-invariante Nukleonenmasse einen großen Einfluss auf die Phasenstruktur bei großer Baryonendichte hat, was das Modell besonders interessant macht. Außerdem werden wir nach Hinweisen auf Quark- und Diquark-Freiheitsgrade bei zunehmender Dichte suchen und schließlich die Zustandsgleichung mit Beobachtungen von Neutronensternen vergleichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Jean-Paul Blaizot