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Quantenfeldtheorie, Computeralgebra und Monte-Carlo-Simulation / FOR 264

Quantum Field Theory, Computer Algebra and Monte Carlo Simulation

19.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt in zufriedenstellender Weise sämtliche experimentell beobachteten Phänomene - bei niedrigen Energien im Bereich von Elektronenvolt ebenso wie bei höchsten Energien von etwa zwei TeV am Fermilab Proton-Antiproton-Kollider. Der genaue Vergleich zwischen Theorie und Experiment steht gegenwärtig im Zentrum der phänomenologischen Teilchenphysik. Dabei bemüht man sich insbesondere, die Gültigkeit der Theorie über einen möglichst weiten Energiebereich und mit hoher Genauigkeit zu überprüfen und ihre fundamentalen Parameter, Eich- und Yukawakopplungen, möglichst genau zu bestimmen. Die Präzision der theoretischen Vorhersagen wurde in den letzten Jahren ganz erheblich erhöht. Unter Verwendung modernster Methoden der Computeralgebra und neuester Rechner wurden Quantenkorrekturen bis zu Vier-Schleifen berechnet. Ein gänzlich anders gearteter Zugang zur Berechnung von Reaktionsraten beruht auf der rein numerischen Behandlung von Amplituden und differentiellen Verteilungen mittels Monte-Carlo-Integration. Ziel der Forschergruppe ist es, neben konzeptionellen Studien auf dem Gebiet der Quantenfeldtheorie algebraische Programmsysteme und Monte-Carlo-Programme weiterzuentwickeln und schließlich zusammenzuführen.

The Standard Model of particle physics accounts for all experimental observations, at energies in the electronvolt region as well as at highest energies up to two TeV at the proton-antiproton collider at Fermilab. The precise comparison between theoretical predictions and experimental results is one of the central topics of phenomenological particle physics. This allows to test the validity of the theoretical framework through a large range of energies and to determine, furthermore, its fundamental parameters - gauge and Yukawa couplings - as precise as possible. The precision of the theoretical predictions has increased considerably during the past years. Employing the newest developments of Computer Algebra and up to date hardware four loop quantum corrections were evaluated. A completely different approach is based on the numerical evaluation of amplitudes and rates by Monte Carlo integration. It is the aim of the reseach team to continue with conceptual studies in quantum field theory, to develop dedicated systems of Computer algebra and Monte Carlo programs and this arrive at a unified treatment.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Johann Kühn
Institut für Theoret. Teilchenphysik der Universität Karlsruhe
Engesserstraße 7 · 76128 Karlsruhe
Tel.: (0721) 608-3372 · Fax.: (0721) 608-8369
E-Mail: Johann.Kuehn@physik.uni-karlsruhe.de

Further Information: www-ttp.physik.uni-karlsruhe.de/Forschergruppe