Ist die Idee der Integrabilität der Schlüssel zu dem, „was die Welt im Innersten zusammen hält“?
Wenn Physiker etwas „schön“ finden, hat das eine ganz besondere Bedeutung, denn „schöne“, also besonders schlüssige und klar zu formulierende Theorien, haben sich in der Physik oft als bahnbrechend erwiesen. Albert Einsteins E=mc2 ist dafür ein gutes Beispiel. International gilt die Idee der Integrabilität, die auf den von Hans Bethe vor 78 Jahren entwickelten „Bethe- Ansatz“ zurückgeht, als solch ein „schönes“ Phänomen. Sie könnte sich als Schlüssel zur so genannten Weltformel erweisen. Rund 140 Spitzenwissenschaftler aus aller Welt treffen sich daher jetzt zur Konferenz „Integrability in Eich- und Stringtheorien“ am Potsdamer Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI), um aktuelle Ansätze und Entwicklungen zu diskutieren. Denn: Die Integrabilität könnte Antworten auf eine der grundlegendsten Fragen der modernen Physik liefern: Wie lässt sich die Allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik vereinheitlichen – also verstehen, was die Welt im Innersten zusammen hält?
Integrabilität ist ein Phänomen, das gewöhnlich auf ein- oder zweidimensionale Systeme begrenzt ist. Kürzlich wurde jedoch entdeckt, dass höher dimensionale Quantenfeldtheorien ebenfalls integrabel sein können. Die dabei neu entstehenden Strukturen, wie faktorisierte S-Matrizen, Bethe-Gleichungen, thermodynamischer Bethe-Ansatz sowie Quanten-Algebra bieten viele Ähnlichkeiten mit bereits bekannten Lösungsmodellen (u.a. Heisenberg Magnete, Hubbard Modelle), benötigen jedoch ein noch zu vertiefendes Verständnis.
Die Teilnehmer und Inhalte der Konferenz
Rund 140 Festkörper-, Teilchenphysiker und Stringtheoretiker aus aller Welt werden sich mit einigen der spannendsten Fragen der theoretischen Hochenergiephysik beschäftigen. Denn im Laufe der vergangenen Jahre wurde entdeckt, dass der bereits vor 78 Jahren von dem Physiker Hans Bethe entwickelte „Bethe-Ansatz“ der Schlüssel zu dem sein könnte, „was die Welt im Innersten zusammen hält“.
Die Stringtheorie ist die wichtigste Kandidatin für eine Theorie, die Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik und dem Standardmodell der Elementarteilchen vereint. Sie basiert auf der Annahme, die kleinsten Bausteine der Materie seien eindimensionale Fäden (Strings). Wie Saiten, die zum Schwingen gebracht verschiedene Töne erzeugen, entsprechen die Schwingungen der Strings den verschiedenen Elementarteilchen.
Diskutiert wird derzeit, ob Strings aus Teilchen aufgebaut sein können und umgekehrt. Unklar ist noch, wie diese Teilchen aussehen könnten. Dabei wird immer deutlicher, dass die von Hans Bethe bereits in der Entstehungszeit der Quantenmechanik entwickelte mathematische Methode – der „Bethe-Ansatz“ – eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung von String- und Teilchenmodellen spielt.
