Im August fanden hochkarätig besetzte Workshops zum Thema Quark-Gluon-Plasma in Wien statt. In der letzten Augustwoche das EMMI-Workshop "Hot Matter", und von Anfang August bis Ende Oktober ein ESI-Programm zu "AdS Holography and the Quark Gluon Plasma".
Am Internationalen Erwin-Schrödinger-Institut für Mathematische Physik (ESI) tagen Kern- und Teilchenphysiker zusammen mit Superstringtheoretikern und Spezialisten für numerische Gravitationstheorie um die Rätsel zu knacken, die das Quark-Gluon-Plasma seit einigen Jahren aufgibt. Das Quark-Gluon-Plasma stellte sich als die perfekteste Flüssigkeit heraus, die jemals experimentell beobachtet wurde, und verblüffenderweise war diese Eigenschaft über einen mindestens ebenso verblüffenden Zusammenhang von Stringtheorie mit stark gekoppelten Quantensystemen theoretisch vorhergesagt worden.
In speziellen Grenzfällen führt die Stringtheorie auf fünfdimensionale Geometrien mit negativer Krümmung, sogenannten anti-de Sitter-Räumen, in denen vierdimensionale holographische Bilder konstruiert werden können, die alle Eigenschaften von stark gekoppelten Quantenfeldtheorien kodieren. Ein heißes Plasma, das aus den entsprechenden Quanten gebildet wird, ist dabei das Hologramm eines fünfdimensionalen schwarzen Loches, und über die theoretische Beschreibung letzteres kann man Eigenschaften für das Teilchenplasma herleiten.
Die Stringtheorie fungiert hierbei nicht als ultimative fundamentale Theorie ("theory of everything") sondern liefert eine neue Methodik, um stark gekoppelte Quantenfeldtheorien näherungsweise lösen zu können, und wird damit zu einer "theory of something", wie einer der prominentesten Tagungsteilnehmer, Igor Klebanov vom IAS Princeton, pointiert formuliert. Sie ist dabei so erfolgreich, dass inzwischen auch Anwendungen außerhalb ultrarelativistischer Quantenfeldtheorien gesucht und auch gefunden wurden. Es ergeben sich damit auch überraschende Einsichten in ganz andere stark gekoppelte Quantensysteme, darunter recht anwendungsnahe wie Hochtemperatur-Supraleiter oder stark gekoppelte ultrakalte Atome.
Links:
Homepage des ESI-Programms "AdS Holography and the Quark Gluon-Plasma"
Physics Today Artikel von Klebanov und Maldacena zur Gauge/Gravity-Duality (in Englisch)
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