TRR 9

  Prof. Beneke im Gespräch mit einem Mitarbeiter Urheberrecht: Peter Winandy

Computergestützte Theoretische Teilchenphysik

Computergestützte Physik hat sich seit geraumer Zeit als eigenständige Disziplin innerhalb der Physik etabliert.

Theoretische Teilchenphysik zählt hierbei zu den Arbeitsrichtungen, welche traditionell in besonderem Maße auf computergestützte Verfahren angewiesen sind.

Als zwei herausragende Beispiele seien die numerische Simulation von Quantenfeldtheorien mittels Gitterdiskretisierung genannt, die eng zusammenhängt mit der Untersuchung von Phasenübergängen, sowie die Verwendung computeralgebraischer Verfahren zur Berechnung von Streuamplituden im Rahmen der Störungstheorie.

Hochleistungsrechner in derTheoretischen Teilchenphysik

Durch die schnelle Entwicklung der Rechnerleistung haben sich hierbei qualitativ neue Möglichkeiten ergeben, welche in diesem Sonderforschungsbereich Transregio maßgeblich entwickelt und angewendet werden.

Bei den Gitterrechnungen ist z. B. durch die Einbeziehung dynamischer Fermionen erstmals ein realistischer Vergleich zwischen berechneten und gemessenen Observablen möglich. Im Bereich der störungstheoretischen Behandlung der Quantenfeldtheorie ermöglicht Computeralgebra, vollautomatisch aufwändigste Rechnungen durchzuführen und somit Vorhersagen für Experimente mit bisher unerreichter Genauigkeit zu erzielen.

Im Hinblick auf dieses Ziel gibt es drei Teilbereiche, in denen jeweils Projektleiter aller drei Standorte Aachen, Berlin-Zeuthen und Karlsruhe und aus den verschiedenen Arbeitsgebieten perturbative Quantenfeldtheorie und Computeralgebra, Gitterreichtheorie und Flavourdynamik vertreten sind.

Projektbereiche und Forschungsschwerpunkte

Projektbereich A "Störungstheoretische Methoden und Gittersimulation in der Quantenfeldtheorie" befasst sich vorwiegend mit konzeptionellen Entwicklungen. Dies sind z.B. die Entwicklung neuer Methoden zur Berechnung von Feynman-Integralen, der Entwurf parallelisierter Computeralgebra-Programme oder die Entwicklung störungstheoretischer Methoden auf dem Gitter. Diese Untersuchungen bilden die Basis für die "Vorhersagen für Hochenergiereaktionen" und Rechnungen zu "Schweren Quarks und Flavourphysik", den Themen der Projektbereiche B und C.

Im Bereich B werden Rechnungen durchgeführt, die für die in Bau befindlichen und geplanten Collider LHC am CERN und TESLA von Bedeutung sind.

Projektbereich C behandelt vorrangig Erzeugung und Zerfall von Top- und Bottom-Quarks im Hinblick auf die derzeitigen B-Meson-Fabriken in den USA und Japan und die Planungen für den Linear Collider TESLA.

 

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