Gitteranalyse von SU(2) Skalar-Fermion-Eichsystemen

Die Entdeckung des Higgsteilchen 2012 war ein Meilenstein in unserem Verständnis der grundlegendsten Gesetze der Physik. Weitere tiefe Einsichten in die theoretischen Grundlagen des Higgsteilchens zeigen aber noch weitere aufregende Möglichkeiten auf. Eine dieser Einsichten führt zu der Vorhersage, dass fast alle bekannten Teilchen, einschließlich so bedeutender wie das Elektron, eine selbstähnliche Substruktur haben sollten. Das wurde in wegweisenden Arbeiten in den frühen 1980er Jahren gezeigt. Im letzten Jahrzehnt wurde erhebliche Unterstützung für diese Vorhersage in aufwändigen numerischen Simulationen gewonnen. Experimentell jedoch bleibt der Effekt schwer zu finden, da die Korrekturen durch die selbstähnliche Struktur sehr klein sind. Das Ziel dieses Projektes ist zu untersuchen, ob es im Prinzip möglich ist, den Effekt in den vorgeschlagenen Leptonkollidierern der nächsten Generation zu beobachten. Dafür werden massive numerische Simulationen auf Supercomputern durchgeführt. Auch wenn diese noch keine letztgültige Zahl zum Testen vorhersagen werden, wird dieses Projekt ein wesentlicher Meilenstein auf dem Weg dorthin sein. Insbesondere wird es erlauben den notwendigen experimentellen Aufwand abzuschätzen um den Effekt an solchen Experimenten zu beobachten. Dazu wird eine vereinfachte Version des Standardmodells der Teilchenphysik simuliert werden. Die Wechselwirkungsrate zweier vereinfachter Elektronen, der einfachsten Leptonen, wird berechnet werden. Es wird erwartet, dass die selbstähnliche Struktur den Teilchen Ausdehnung verleiht, welche die Wechselwirkung in boebachtbarer Weise modifizieren wird. Insbesondere im Gegensatz zu gegenwärtigen Experimenten am großen Hadronkollidierer am CERN ist dieser Prozess sehr sauber, und es sollte daher einfach sein, die relevanten Strukturen zu identifizieren. Dieses Projekt wird dabei auch die selbstähnliche Struktur von Teilchen, wie dem vereinfachten, Elektron, quantifizieren. Dies sind dann eindeutige Vorhersagen der Theorie. Wenn das Standardmodell der Teilchenphysik in der Tat eine zuverlässige Beschreibung der Natur ist, erzwingt seine theoretische Konsistenz die Beobachtbarkeit dieser Substruktur. Damit stellt dieses Projekt auch einen Prüfstein für den Test unserer theoretischen Verständnisses einer unser derzeit fundamentalsten Theorien der Natur da.