Der Weg zum Verständnis von Quarks und Gluonen: die Berechnung der starken Kraft auf Supercomputern

Die Wechselwirkung zwischen Quarks und Gluonen wird durch die starke Kraft vermittelt. Diese ist zum einen für das Verhalten des sehr frühen Universums verantwortlich, welches sich bei extrem hohen Temperaturen abspielte. Zum anderen kann sie durch ihre nicht-perturbative Natur erklären, wie sich Protonen, Neutronen und andere Hadronen bilden, die wir in Experimenten beobachten können. Ein weiteres nicht-perturbatives Phänomen sind die topologischen Eigenschaften der starken Kraft. Um diese nicht-perturbativen Effekte beschreiben zu können, braucht man Methoden aus der Gitterfeldtheorie. In diesem Zugang wird durch die Einführung eines nicht-verschwindenden Gitterabstandes die Raum-Zeit diskretisiert, was es möglich macht, äußerst umfangreiche numerische Simulationen auf modernsten Supercomputern durchzuführen.

Insbesondere das Verständnis der Physik des frühen Universums sowie die topologischen Eigenschaften der starken Kraft standen im Zentrum der Forschung von Prof. Müller-Preußker. Der aktuelle Stand der diesbezüglichen Rechnungen und unser heutiges Verständnis dieser wichtigen Fragen der Hochenergiephysik sollen in diesem Vortrag diskutiert werden.