Novel approaches to the physics of the quark-gluon plasma

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Anwendung neuer störungstheoretischer und nicht-störungstheoretischer Zugänge zur Physik des Quark-Gluon-Plasma, d.h. neue rechentechnische Methoden zur Analyse von thermischer QCD, wie sie bei Schwerionenkollisionen relevant ist. Die Methodik ist die von "first principles" Berechnungen, die einerseits auf etablierten störungstheoretischen Methoden und Resummationen beruht, und andererseits auf der berühmten AdS-CFT Vermutung aufbaut. Auf der störungstheoretischen Seite liefert die asymptotische Freiheit der QCD die Grundlage, da bei hinreichend hohen Energien die Eichkopplungskonstante klein wird und die Entwicklung der diversen physikalischen Größen nach (asymptotischen) Potenzreihen erlaubt. Auf der anderen Seite basiert die AdS-CFT Vermutung auf einer stattlichen Zahl indirekter Hinweise zur Dualität zwischen Typ-IIB Stringtheorie im 10-dimensionalen Anti-de-Sitter-Raum und konformer N=4 super-Yang-Mills-Theorie im 4- dimensionalen Minkowski-Raum als Rand des ersteren. Die mit diesen beiden Zugängen ins Auge gefassten Themen umfassen unter anderem die Bestimmung der Ordnung-g^6 Beiträge in der störungstheoretischen Entwicklung des Drucks von heißer QCD sowie die Entwicklung von effizienten Resummationsmethoden, die auch die Thermodynamik bei großen Quarkzahl-Dichten und kleinen Temperaturen umfasst. Ein weiteres Ziel ist die Verwendung der AdS-CFT-Dualität zusammen mit störungstheoretischen Methoden innerhalb der super-Yang- Mills-Theorie um qualitative und quantitative Aussagen zur Quark-Gluon-Plasma-Physik zu treffen. Ein konkretes (und neuartiges) Beispiel hier ist die Analyse von Nicht-Fermi-Flüssigkeitseigenschaften in super-Yang-Mills- Theorien bei kleinen bzw. großen Kopplungsstärken.