Präzise analytische und numerische Berechnung des thermodynamischen Druckes der Quantenchromodynamik bei sehr hohen Temperaturen

点击翻译按钮获取中文摘要

Die Theorie der Starken Wechselwirkung, Quantenchromodynamik (QCD), ist ein fundamentaler Baustein unseres Verständnisses der mikroskopischen Struktur der Materie. Ihre Lösung bereitet unterdessen immense Schwierigkeiten: Analytische Methoden greifen nur in bestimmten Grenzfällen, während zuverlässige numerische Lösungen Rechnerkapazitäten benötigen würden, die wie über den heute verfügbaren Leistungen liegen. Gleichzeitig hat die QCD weitreichende Konsequenzen. So bestimmt ihr thermodynamischer Druck die Expansionsrate des frühen Universums und spielt daher eine wichtige Rolle in der Kosmologie. In Schwerionenstoßexperimenten am CERN werden in Zukunft ähnliche Bedingungen experimentell untersucht. Weiterhin leiten sich viele Eigenschaften von Neutronensternen aus der QCD ab, die eine zentrale Rolle in der Astrophysik spielen. Methoden der effektiven Feldtheorie, mit denen analytische und numerische Zugänge in ihrem jeweiligen Geltungsbereich kombiniert werden können, haben sich für die Untersuchung des QCD-Druckes als besonders fruchtbar erwiesen. Dieses Projekt versucht, mit solchen Methoden das Verständnis des Druckes (und anderer interessanter thermodynamischer Eigenschaften) der heißen QCD auf ein qualitativ neues Niveau zu heben.