Podcasts about supersymmetrie

Wir untersuchen die Theorie der Supersymmetrie. Was macht sie so interessant und wie ist der derzeitige Forschungsstand?

Das Standardmodell der Physik hat, wie wir wissen, nicht für alle Fragen Antworten. Seit vielen Jahren dient die Supersymmetrie als DIE Theorie, die Physik abseits des Standardmodells zu erklären. Die Theorie der Supersymmetrie ist in der Physik eine schöne Angelegenheit. Beide Merkmale „Schönheit“ und „Symmetrie“ sind für Fachleute seit jeher starke Indizien dafür, dass eine Theorie stimmen könnte, denn je einfacher und natürlicher eine Gleichung ist, umso wahrscheinlicher ist es, dass sie auch zutrifft. Allerdings muss es laut dieser Theorie noch ein paar dutzend Teilchen geben. Bisher sind aber alle Versuche gescheitert, diese potentiellen Teilchen zu finden.

Bisher existiert die Supersymmetrie nur auf dem Papier. Welche offenen Fragen der Physik diese Theorie beantworten könnte und warum sie nach fast fünfzig Jahren allmählich in Bedrängnis gerät, erklärt Georg Weiglein vom Forschungszentrum DESY in Hamburg in dieser Folge.

  Darin: Backreaction-Blog – Supersymmetrie (als Podcast, ) und Schönheit – Test für Dunkle Materie – Gepiercte Ärzte – Schallwellentarnkappe – Hoden – Nippel – Rekord am Wendelstein – Seltene Biererkrankung – Sechs Bier sind ungesund – Ferienjobs – World Asteroid Day – Tödliches Cannabis – Mikroplastik im Trinkwasser – Testosteron und Konsum – Schuljahre […]

Das Universum ist voll mit Sternen, Galaxien, Planeten und jeder Menge anderer cooler Dinge. Jedes davon hat seine Geschichten und die Sternengeschichten erzählen sie. Der Podcast zum Blog "Astrodicticum Simplex"

Tracklist: 01 Supersymmetrie & Valentin Boesch - Quand je danse 02 Rebeat feat. Boy - Boris (Original mix) 03 Robin Orlando, Nick Hollyster - Be Free (Original mix) 04 Frank Kid, Eydan – Pleassure 05 Jazzyfunk - Somebody to Love (Dub Mix) 06 S.K.A.M feat Therr Maitz - Superstar 07 Hot Since 82 & Joe T. Vannelli - The End 08 Glory Club Feat. Léah Lazonick - Trigger Me Out (Black Light Smoke Remix) 09 Frank Kid, Eydan, Lia Jensen – Oathkeeper (Instrumental Mix) 10 Ryan Murgatroyd - iKalimba (Original Mix) 11 Jerome C - Keeping Funk Alive (Original Mix) Download for free on The Artist Union

In der vorliegenden Dissertation werden Eigenschaften stark gekoppelter hydrodynamischer Theorien untersucht, die mittels einer dualen Beschreibung als höherdimensionale gravitative Systeme aufgefasst werden können. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Berechnung physikalischer Größen wie Viskositäten oder Diffusionskonstanten. Diese werden hinsichtlich der Frage betrachtet, ob sie allgemeingültigen, universellen Gesetzmäßigkeiten folgen, die man aus der Beschreibung mittels einer Gravitationstheorie ableiten kann. Die theoretische Grundlage bildet hierbei die Dualität konformer Quantenfeldtheorien im Minkowski Raum und höherdimensionaler Stringtheorien im Anti-de Sitter Raum, die AdS/CFT Korrespondenz. Einen besonders interessanten Grenzfall stellt der Limes starker Kopplung und hoher Anzahl von Freiheitsgraden der konformen Feldtheorie dar, in dem sich die duale Beschreibung zu klassischer Gravitationstheorie im AdS Raum vereinfacht. Mittels störungstheoretischer Betrachtung der Fluktuationen von Schwarzen Loch Lösungen der Gravitationstheorie lassen sich universelle hydrodynamische Eigenschaften der stark gekoppelten Feldtheorie beschreiben. Eines der Hauptergebnisse dieses Forschungsgebietes ist der Nachweis, dass Fluide, die durch eine einfache duale Gravitationstheorie mit ungebrochener Rotationsinvarianz beschrieben werden können, ein universelles Verhältnis aus Scherviskosität und Entropiedichte besitzen. Erstaunlicherweise stimmt dieses Verhältnis parametrisch mit dem gemessenen Wert des stark gekoppelten Quark-Gluonen-Plasmas überein, ohne dass eine direkte Beschreibung dieser QCD Phase momentan möglich ist. In der vorliegenden Arbeit wird die Konstruktion eines ähnlichen, universellen Zusammenhangs beschrieben. In der hydrodynamischen Beschreibung supersymmetrischen Feldtheorien existiert eine Diffusionskonstante, die, ähnlich der Scherviskosität, den spurfreien Teil der Konstitutivgleichung des Supersymmetriestroms beschreibt. Wir berechnen diese Konstante in supersymmetrischen Theorien allgemeiner Dimension mittels verschiedener unabhängiger Rechnungen. Dazu betrachten wir als duale Gravitationstheorie eine generische Supergravitationstheorie. Die Bewegungsgleichung des zum Supersymmetriestrom dualen Gravitinos in Schwarzen Loch Hintergründen wird gelöst und erlaubt die Berechnung der retardierten Greenschen Funktion des Supersymmetriestroms der Feldtheorie. Diese besitzt einen Pol, der die charakteristische Schalldispersionsrelation des Phoninos beschreibt, des Goldstonefermions spontan gebrochener Supersymmetrie aufgrund endlicher Temperatur. In dieser Dispersionsrelation findet sich die besagte Diffusionskonstante, die sich auch mittels einer neuartigen Kubo-Formel direkt aus der Greenschen Funktion berechnen lässt. Das Hauptergebnis der Arbeit bildet hierbei die Etablierung eines Zusammenhangs dieser Diffusionskonstante und eines universell gültigen Absorptionsquerschnitts auf der dualen Seite der Gravitationstheorie, der die Absorption von Spinoren von einem Schwarzen Loch Hintergrund beschreibt. Eine weitere bedeutende Entwicklung besteht in der Entdeckung eines neuartigen Transportkoeffizienten, der einen beobachtbaren induzierten Strom aufgrund der Vortizität eines Fluids beschreibt. Dieser stellt die klassische Manifestation eines quantenmechanischen Effektes dar, der entsteht, wenn die zugrunde liegende mikroskopische Theorie eine quantenmechanische chirale Anomalie aufweist. Wir untersuchen diesen Effekt mithilfe eines theoretischen Ansatzes, der verschiedene Zugänge zum Verhältnis von Hydrodynamik und Gravitation miteinander vereint. Dazu werden rotierende D3-Branen effektiv als asymptotisch flache Verallgemeinerungen von fünf-dimensionalen AdS Reissner-Nordström Schwarzen Löchern beschrieben. Die Fluktuationen dieses Hintergrundes beschreiben nun eine effektive hydrodynamische Theorie auf einer Fläche in festem Abstand zur Singularität des Schwarzen Lochs, auf der die Fluktuationen Dirichlet Randbedingungen annehmen. Diese Herangehensweise erlaubt es uns den erwähnten Quanteneffekt nicht nur am Rand des AdS Raums zu betrachten, sondern auch am Horizont des Schwarzen Lochs, auf jeder Fläche mit konstantem Radius dazwischen oder sogar im asymptotisch flachen Raum.

Die Doktorandin Francesca Ungaro aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karl Jakobs am Physikalischen Institut der Universität Freiburg berichtet von der Suche nach supersymmetrischen Teilchen. Sie erklärt, was das Standardmodell und Supersymmetrie sind und warum sie sich auf die nächste Phase der Datennahme am Large Hadron Collider in Genf/Schweiz freut.

Die Doktorandin Francesca Ungaro aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karl Jakobs am Physikalischen Institut der Universität Freiburg berichtet von der Suche nach supersymmetrischen Teilchen. Sie erklärt, was das Standardmodell und Supersymmetrie sind und warum sie sich auf die nächste Phase der Datennahme am Large Hadron Collider in Genf/Schweiz freut.

In der vorliegenden Arbeit wird mit Hilfe der verallgemeinerten Eichtheorie/Gravitations-Dualität, welche stark gekoppelte Eichtheorien mit schwach gekrümmten gravitativen Theorien verbindet, stark korrelierte Quantenzustände der Materie untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei in Anwendungen auf Systeme der kondensierten Materie, insbesondere Hochtemperatur-Supraleitung und kritische Quantenzustände bei verschwindender Temperatur. Die Eichtheorie/Gravitations-Dualität entstammt der Stringtheorie und erlaubt eine Umsetzung des holographischen Prinzips. Aus diesem Grund wird eine kurze Einführung in die Konzepte der Stringtheorie und ihre Auswirkungen auf das holographische Prinzip gegeben. Für das tiefere Verständnis der effektiven Niederenergie-Feldtheorien wird zusätzlich die Supersymmetrie benötigt. Ausgestattet mit einem robusten Stringtheorie-Hintergrund wird die unterschiedliche Interpretation der Dirichlet- oder D-Branen, ausgedehnte Objekte auf denen offene Strings/Fäden enden können, diskutiert: Zum einen als massive solitonische Lösungen der Typ II Supergravitation und auf der anderen Seite, ihre Rolle als Quelle für supersymmetrische Yang-Mills Theorien. Die Verbindung dieser unterschiedlichen Betrachtungsweise der D-Branen liefert eine explizite Konstruktion der Eichtheorie/Gravitations-Dualität, genauer der AdS_5/CFT_4 Korrespondenz zwischen der N=4 supersymmetrischen SU(N_c) Yang-Mills Theorie in vier Dimensionen mit verschwindender beta-Funktion in allen Ordnungen, also eine echte konforme Theorie, und Type IIB Supergravitation in der zehn dimensionalen AdS_5 X S^5 Raumzeit. Darüber hinaus wird das Wörterbuch, das zwischen den Operatoren der konformen Feldtheorie und den gravitativen Feldern übersetzt, im Detail eingeführt. Genauer gesagt, die Zustandssumme der stark gekoppelten N=4 supersymmetrischen Yang-Mills Theorie im Grenzwert großer N_c, ist identisch mit der Zustandssumme der Supergravitation unter Berücksichtigung der zugehörigen Lösungen der Bewegungsgleichungen, ausgewertet am Rand des AdS-Raumes. Die Anwendung der perturbativen Quantenfeldtheorie und die Verbindungen zur quantenstatistischen Zustandssumme erlaubt die Erweiterung des holographischen Wörterbuchs auf Systeme mit endlichen Dichten und endlicher Temperatur. Aus diesem Grund werden alle Aspekte der Quantenfeldtheorie behandelt, die für die Anwendung der ``Linear-Response''-Theorie, der Berechnung von Korrelationsfunktionen und die Beschreibung von kritischen Phänomenen benötigt werden, wobei die Betonung auf allgemeine Zusammenhänge zwischen Thermodynamik, statistischer Physik bzw. statistischer Feldtheorie und Quantenfeldtheorie liegt. Des Weiteren wird der Renormierungsgruppen-Formalismus zur Beschreibung von effektiven Feldtheorien und kritischen Phänomene im Kontext der verallgemeinerten Eichtheorie/Gravitations-Dualität ausführlich dargelegt. Folgende Hauptthemen werden in dieser Arbeit behandelt: Die Untersuchung der optischen Eigenschaften von holographischen Metallen und ihre Beschreibung durch das Drude-Sommerfeld Modell, ein Versuch das Homes'sche Gesetz in Hochtemperatur-Supraleitern holographisch zu beschreiben indem verschiedene Diffusionskonstanten und zugehörige Zeitskalen berechnet werden, das mesonische Spektrum bei verschwindender Temperatur und schlussendlich holographische Quantenzustände bei endlichen Dichten. Entscheidend für die Anwendung dieses Rahmenprogramms auf stark korrelierte Systeme der kondensierten Materie ist die Renormierungsgruppenfluss-Interpretation der AdS_5/CFT_4 Korrespondenz und die daraus resultierenden emergenten, holographischen Duale, welche die meisten Beschränkungen der ursprünglichen Theorie aufheben. Diese sogenannten ``Bottom-Up'' Zugänge sind besonders geeignet für Anwendungen auf Fragestellungen in der Theorie der kondensierten Materie und der ``Linear-Response''-Theorie, mittels des holographischen Fluktuations-Dissipations-Theorem. Die Hauptergebnisse der vorliegenden Arbeit umfassen eine ausführliche Untersuchung der R-Ladungs-Diffusion und der Impulsdiffusion in holographischen s- und p-Wellen Supraleitern, welche durch die Einstein-Maxwell Theorie bzw. die Einstein-Yang-Mills Theorie beschrieben werden, und eine Vertiefung des Verständnisses der universellen Eigenschaften solcher Systeme. Als zweites wurde die Stabilität der kalten holographischen Quantenzustände der Materie untersucht, wobei eine zusätzliche Diffusions-Mode entdeckt wurde. Diese Mode kann als eine Art ``R-Spin-Diffusion'' aufgefasst werden, die der Spin-Diffusion in Systemen mit frei beweglichen ``itineranten'' Elektronen ähnelt, wobei die Entkopplung der Spin-Bahn Kopplung die Spin-Symmetrie in eine globale Symmetrie überführt. Das Fehlen der Instabilitäten und die Existenz einer ``Zero-Sound'' Mode, bekannt von Fermi-Flüssigkeiten, deuten eine Beschreibung der kalten holographischen Materie durch eine effektive hydrodynamische Theorie an.

Nochmal ein wenig CERN. Ich habe mit Julian Glatzer geredet. Der ist Mitglied der ATLAS-Kollaboration am CERN, was die Menschen sind, die nach dem Higgs-Boson suchen. Für Fachleute sind bestimmt einige Redundanzen dabei, denn wir sprachen unter anderem über das Standardmodell, Antimaterie, Illuminati, Supraleitung, Strom (haha), Strangelets, Aggregatzustände, Kalorimeter, Supersymmetrie, Tau, Fermionen, Z-Bosonen, Synchrotronstrahlung, Sachen, die […]

Nochmal ein wenig CERN. Ich habe mit Julian Glatzer geredet. Der ist Mitglied der ATLAS-Kollaboration am CERN, was die Menschen sind, die nach dem Higgs-Boson suchen. Für Fachleute sind bestimmt einige Redundanzen dabei, denn wir sprachen unter anderem über das Standardmodell, Antimaterie, Illuminati, Supraleitung, Strom (haha), Strangelets, Aggregatzustände, Kalorimeter, Supersymmetrie, Tau, Fermionen, Z-Bosonen, Synchrotronstrahlung, Sachen, die […]