Willkommen zur Webseite der Arbeitsgruppe von Carsten Greiner

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Prof. Dr. Carsten Greiner

Stefan Lyson-Professor (Professor laureatus)
am Institut für Theoretische Physik der Goethe-Universität Frankfurt

Founding Director des Helmholtz International Center for FAIR

Kontakt

carsten.greiner@th.physik.uni-frankfurt.de
Sekretariat: Frau Meixler, meixler@itp.uni-frankfurt.de

Veröffentlichungen

Eine Liste aller Veröffentlichungen auf inSPIRE

Kontakt und mehr über Carsten Greiner

Unser Forschungsschwerpunkt

Die relativistische Schwerionenphysik repräsentiert ein aktives Feld der modernen subatomaren Physik. Ziel der Untersuchung von zentralen Kern-Kern-Stößen bei relativistischen Energien ist es, das Verhalten von Kernmaterie unter extremen Bedingungen zu verstehen. Solche Bedingung herrschten beispielsweise im frühen Universum und werden in Neutronensternen vermutet. Von fundamentalem Interesse ist die Möglichkeit, mehr über die Wechselwirkung zwischen vielen hadronischen Teilchen sowie deren Substrukturen - den Quarks und Gluonen - zu lernen. Auf diese Weise erlangen wir Einsicht in die durch die Quantenchromodynamik (QCD) beschriebene starke Wechselwirkung in einem derartig angeregten Zustand. Ein wesentlicher Aspekt liegt in der möglichen kurzzeitigen Formation eines 'aufgelösten' ('deconfined') Zustandes, dem Quark-Gluon-Plasma (QGP). Die Untersuchung des QGP ist insbesondere für das Verständnis der Entwicklung des frühen Universums (die ersten Sekunden nach dem ''Urknall'') von weitreichender Bedeutung. Schwerionenexperimente werden zurzeit an den Beschleunigern SIS der GSI in Darmstadt, am SPS des CERN nahe Genf, am RHIC des Brookhaven National Laboratory und (in einiger Zukunft) seit einigen Jahren am LHC des CERN durchgeführt.

In unserer Arbeitsgruppe werden Methoden der Quantenfeldtheorie und der statistischen Mechanik zur Untersuchung der dichten und heißen nuklearen Materie benutzt. Damit sollen in erster Linie Vorhersagen für neuartige Phänomeme der starken Wechselwirkung oder auch neuartige Formen von elementarer Materie gemacht werden. Von besonderem Interesse sind hier die vielfältigen Signaturen des QGPs. Anhand von detaillierten Rechnungen ist auch die experimentelle Realisierbarkeit zu prüfen. Das genaue Verständnis und eine realistische Modellierung der raumzeitlichen Dynamik von relativistischen Schwerionenkollisionen, bei denen je nach Einschussenergie von einigen hundert bis zu mehreren Zehntausend hadronischer Teilchen produziert werden, stellen dabei eine große Herausforderung dar. Zurzeit wird ein umfangreiches QCD Transportmodell - eine sogenannte Parton-Kaskade - entwickelt, mit dem es möglich sein wird, die Enstehung der Plasmaphase und deren Dynamik genau zu simulieren.

Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt in der Weiterentwicklung theoretischer Methoden des Quantentransports. Dabei geht es vorwiegend um die sogenannte Keldysh-Greensche Funktionsmethode. Diese verallgemeinert quantenfeldtheoretische Vielteilchenmethoden (z.B. Feynman-Diagramme) auf Nichtgleichgewichtsphänomene. Neben allgemeineren Fragen werden auch Fragen hinsichtlich der relativistischen Schwerionenphysik untersucht. Das Verständnis von Phasenübergängen im Nichtgleichgewicht ist sehr aktuell und interdisziplinär: Neben dem Phasenübergang von elementarer nuklearer Materie in der Kernphysik werden in der Atomphysik das Verhalten von Bose-Einstein-Kondensaten und in der Kosmologie die Auswirkungen sehr früher, sog. inflationärer Phasen untersucht.