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Quantengravitation und Vereinheitlichte Theorien

Filme über die Forschung in der Abteilung von Prof. Hermann Nicolai.

Symmetrien: Das erfolgreichste Prinzip der Physik

Sowohl Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie als auch das Standardmodell der Quantenfeldtheorie beruhen auf Symmetrieprinzipien. Hermann Nicolai, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam, erklärt, warum Symmetrien das erfolgreichste Prinzip der Physik sind.

Mit Symmetrie die Welt erklären

Quantenfeldtheorie und Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie sind im Rahmen der bekannten physikalischen Gesetze nicht miteinander vereinbar. Wenn wir aber verstehen wollen, was im Innern eines Schwarzen Loches oder in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall passiert, brauchen wir eine Theorie, die beides vereint.

Hermann Nicolai, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam, beschreibt seinen Ansatz, Gravitation und Elementarteilchenwirkungen zu vereinen. Dieser beruht auf der Symmetrie E10, einer einzigartigen unendlich-dimensionalen und auch 50 Jahre nach ihrer Entdeckung immer noch äußerst rätselhaften mathematischen Struktur.

Schleifen-Quantengravitation

Veranschaulichung der atomaren Struktur des Raumes, hier als zeitliche Entwicklung einer Tetraederstruktur dargestellt. Die Animation visualisiert die Quantenevolution der Geometrie in der Schleifenquantengravitation.
Die Farbe der Tetraederoberflächen illustriert, wo und wie viel Fläche in einem bestimmten zeitlichen Moment existiert. Der Film veranschaulicht, wie sich diese Anregungen der Geometrie gemäß den quantisierten Einstein-Gleichungen ändern.

Technisch exakt formuliert bilden die Tetraederoberflächen einen zum Graph eines Spin-Netzwerk-Zustands (Spin = Eigendrehimpuls) sogenannten dualen Komplex. Die Farbe zeigt die Größe des Spins (Fläche), mit dem die Flächenberandungen des Graphen versehen sind.

Reise zu den Strings

Ausgehend von einem Glas Wasser zeigt diese Animation eine Reise zu den kleinsten Bausteinen der Materie.
 
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