FWF Forschungsgruppe "STRONG-DM"
Eine der wichtigsten Fragen der modernen Physik betrifft die Natur der Dunklen Materie. Die vorherrschende wissenschaftliche Erwartung ist, dass Dunkle Materie eine Form neuer Teilchen darstellt, die selbst zwar kein Licht aussenden, deren weitere mikrophysikalische Eigenschaften aber weitgehend unbekannt sind.
Die FWF Forschungsgruppe STRONG-DM nimmt sich dem Thema zu einem bis dato weniger erforschten Teilchenkandidaten in einer einzigartigen Kombination an Forschern vom HEPHY sowie von der Universität Graz an. Ähnlich wie Neutronen - massive und elektrisch neutrale Teilchen des Atomkerns - durch die starke Kraft aus Quarks und Gluonen gebunden sind, könnte Dunkle Materie ebenso ein massiver und neutraler Bindungszustand einer neuen starken Kraft sein. Diese Hypothese hat u.A. wichtige Konsequenzen für die kosmische Ursprungsgeschichte (PI Pradler), für die Erzeugung dieser Teilchen in Beschleunigerexperimenten (PI Kulkarni), sowie deren Nachweis in sog. Dunkle Materie Detektionsexperimenten (PI Schieck). Die angeführten ForscherInnen bringen breite Erfahrung in den jeweiligen Teilgebieten mit, und durch eine enge Zusammenarbeit wird das Thema in seiner Komplementarität voll beleuchtet.
Ein wesentliches Hindernis in detaillierten Studien der obigen Art bestand bisher in der der unzulänglichen quantitativen Beschreibung der Bindungszustände. Die Forschungsgruppe bedient sich der Expertise eines weiteren Forschers (PI Maas) und damit Methoden eines aus dem Bereich der starken Wechselwirkung kommenden Gebiets, der sog. Gitter-Quantenchromodynamik. Es wird damit zum ersten Mal möglich sein, stark wechselwirkende Dunkle Materie von ihrer fundamentalen Struktur bis zu ihrer Detektion in einer synergetischen Forschungsinfrastruktur zu studieren. Dadurch wird die Existenz eines bis dahin noch relativ wenig verstandenen, aber dringend möglichen Teilchenkandidaten getestet.
- Gesamtkoordination: Josef Pradler (HEPHY)
- Principal Investigators am HEPHY: Josef Pradler, Jochen Schieck
- Principal Investigators in Graz: Suchita Kulkarni, Axel Maas
- PHD Studenten: Marco Nikolic, Shubham Gupta, Fabian Zierler
- Finanzierungszeitraum: 05/2020-05/2025; Link zum FWF-Eintrag hier