Record #345534 - GSI Repository

DFG project G:(GEPRIS)525712336

Schwarze Löcher und ihre Entropie durch Randmoden in der Quanten(super)gravitation

Coordinator	Dr. Konstantin Konrad Christoph Eder
Grant period	2023 -
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)525712336

Note: Nach den berühmten semiklassischen Ergebnissen von Bekenstein und Hawking können Schwarze Löcher als thermodynamische Objekte beschrieben werden. Dies führt insbesondere zur Vorhersage, dass Schwarze Löcher eine nichttriviale Entropie proportional zur Oberfläche ihres Ereignishorizonts besitzen. Aufgabe einer jeden Formulierung einer Quantentheorie der Gravitation ist es, eine grundlegende Erklärung für den Ursprung dieser Entropie und der zugrunde liegenden mikroskopischen Freiheitsgrade zu liefern. In der Loop-Quantengravitation (LQG) ist es gelungen, eine quantentheoretische Erklärung des Ursprungs dieser Freiheitsgrade zu liefern. Jedoch kann dieser Ansatz nur als eine effektive Theorie angesehen werden, da die Umgebung des Schwarzen Lochs durch eine rein klassische Raumzeit beschrieben wird. Außerdem ist dieser bisher meist auf den Fall statischer und materiefreier isolierter Horizonte beschränkt. Im Rahmen dieses Projekts soll ein neuer Ansatz zur Beschreibung Schwarzer Löcher in der LQG mittels der Theorie der sogenannten Randmoden verfolgt werden. Idee dieser Theorie ist es, dass sich wesentliche Eigenschaften der quantisierten dreidimensionalen Raumgeometrie auf die Quanteneigenschaften von Freiheitsgraden auf dem korrespondierenden zweidimensionalen Rand, auch Randmoden genannt, zurückführen lassen. Interessanterweise führt dieser Ansatz zu einer sehr einheitlichen Beschreibung von sowohl räumlichen als auch Eichsymmetrien, zur Wiederherstellung der Lorentz-Invarianz sowie zu einer konzeptionellen Erklärung des Ursprungs der diskreten räumlichen Geometrie auf Quantenskala. Dieses Projekt soll dazu dienen, Schwarze Löcher von einer neuen Perspektive aus zu untersuchen. Hierzu müssen zunächst die (Quanten-)Eigenschaften von Randmoden in der Gegenwart Schwarzer Löcher genauer studiert werden. Wie im Rahmen der Projektbeschreibung genauer ausgeführt, liegt es nahe, dass diese Randmoden durch eine konforme Feldtheorie (CFT) beschrieben sind. Dies erlaubt eine vollkommen neue Herangehensweise bei der Berechnung der Schwarz-Loch-Entropie mittels Anwendung fortgeschrittener Techniken der CFT. Gleichzeitig verspricht dieser neue Ansatz, neue fundamentale Erkenntnisse über Abhängigkeiten der Entropie von bestimmten freien Parametern in der LQG zu gewinnen. Außerdem kann dieser Zugang eine Grundlage für zahlreiche Erweiterungen bilden, wie die Einbeziehung von Materie bei der Berechnung der Entropie oder die Beschreibung quantisierter rotierender Schwarzer Löcher. Parallel dazu wird dieser Ansatz zur Untersuchung supersymmetrischer Schwarzer Löcher verwendet. Zu diesem Zweck werden eigene aktuelle Arbeiten über minimale Supergravitation verallgemeinert, um Supergravitationstheorien mit erweiterter Supersymmetrie einzubeziehen. Diese spielen auch im Kontext der Superstringtheorie eine wichtige Rolle. Dies könnte die Möglichkeit eröffnen, eine Verbindung zwischen den verschiedenen Ansätzen zur Quantengravitation herzustellen.

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Record created 2023-10-10, last modified 2024-09-28

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