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Materie unter extremen Bedingungen / FOR 339

Matter under Extreme Conditions

19.09.2003

Programmbeschreibung / Programme Summary

Die Quantenchromodynamik (QCD) beschreibt grundlegende kollektive Mechanismen wie Confinement und chirale Symmetriebrechung, die wesentlich sind für unser Verständnis stark wechselwirkender Elementarteilchen. Die Untersuchung des Verhaltens von Elementarteilchen unter extremen Bedingungen, d.h. bei hohen Temperaturen oder Dichten, ermöglicht es, kollektive Phänomene der durch die Quantenchromodynamik (QCD) beschriebenen starken Wechselwirkung aus einem neuen Blickwinkel zu betrachten. Über das Zusammenspiel fundamentaler nicht-störungstheoretischer Mechanismen der QCD, z.B. Confinement und chirale Symmetriebrechung, können so neue Erkenntnisse gewonnen werden. Von zentralem Interesse ist dabei die Untersuchung von Phasenübergängen zu neuen Zustandsformen dichter Materie, wie sie im frühen Universum existierten und eventuell auch experimentell in hochenergetischen Kern-Kern-Kollisionen erzeugt werden können. Dazu werden von uns numerische, störungstheoretische und phänomenologische Methoden der statistischen Physik und der Quantenfeldtheorie genutzt. So ist es das Ziel numerischer Rechnungen im Rahmen der gitterregularisierten QCD, quantitative Resultate für die Zustandsgleichung, für die kritischen Parameter des Übergangs zum Quark-Gluon-Plasma und für die thermischen Veränderungen fundamentaler hadronischer Parameter zu gewinnen. Ferner soll mit Hilfe neuer analytischer Ansätze und phänomenologischer Modelle ein besseres Verständnis der Nichtgleichgewichtsdynamik von Kern-Kern-Kollisionen, der universellen Eigenschaften des chiralen Phasenübergangs und der Mechanismen, die zum Deconfinement von Quarks und Gluonen führen, erreicht werden.

Quantumchromodynamics (QCD) describes basic collective phenomena such as confinement and chiral symmetry breaking, which are fundamental for our understanding of strongly interacting elementary particles. The analysis of the behaviour of elementary particles under extreme conditions, in particular at high temperature or density, allows us to study these collective phenomena from a different point of view, which also may lead to new insight into the underlying physical mechanisms. Dense elementary particle matter undergoes a phase transition to a new form of matter, which did exist in the early universe and may also be created experimentally in energetic nucleus-nucleus collisions. In order to study the structure of dense matter we use numerical, perturbative as well as phenomenological methods of statistical physics and quantum field theory. Numerical calculations within the framework of lattice QCD are performed to analyse the QCD equation of state, to determine the critical parameters of the transition to the Quark-Gluon Plasma and to study the thermal modification of basic hadronic parameters. Moreover, it is a central goal of theses studies to gain a deeper understanding of non-equilibrium effects in nucleus-nucleus collisions, the universell properties of the chiral phase transition as well as the mechanism which leads to deconfinement of quarks and gluons.

Sprecher / Spokesperson:

Professor Dr. Frithjof Karsch
Fakultät für Physik der Universität Bielefeld
Postfach 10 01 31 · 33501 Bielefeld
Tel.: (0521) 1066207 · Fax.: (0521) 1062961
E-Mail: karsch@physik.uni-bielefeld.de

Further Information: www.physik.uni-bielefeld.de/dfg/dfg.html