Kondensierte Materie

Kondensierte Materie am ITP

Der Schwerpunkt der Frankfurter Theoretischen Festkörperphysik liegt auf der Untersuchung des Effekts starker Wechselwirkungen auf die physikalischen Eigenschaften von Festkörpern und von synthetischen Quantensystemen aus ultrakalten Atomen. Dabei werden sowohl spezifische Eigenschaften von Materialien als auch universelle Eigenschaften ganzer Materialklassen untersucht. Von besonderem Interesse sind dabei kollektive und emergente Eigenschaften von Vielteilchensystemen, die ihre Existenz erst dem Zusammenspiel makroskopisch vieler Freiheitsgrade verdanken, sowie die quantenmechanische Vielteilchendynamik außerhalb des Gleichgewichts. Dabei wird ein breites Spektrum an Methoden eingesetzt, das von modernen numerischen Methoden bis hin zu den Methoden der Quantenfeldtheorie reicht.

Weitere Informationen zu den Forschungsgebieten gibt es auf den Websites der jeweiligen Arbeitsgruppen.

Professorinnen und Professoren

Apl. Professoren

Emeritierte Professoren

Elementare Materie

Hochenergiephysik am ITP

Forschungsschwerpunkt der Theoretischen Hochenergiephysik in Frankfurt ist die Untersuchung stark wechselwirkender Materie unter extremen Bedingungen von Temperatur und Dichte. Solche Bedingungen herrschten kurz nach dem Urknall im frühen Universum. Sie können aber auch in Beschleunigeranlagen wie dem Relativistic Heavy Ion Collider am Brookhaven National Laboratory und am Large Hadron Collider der europäischen Kernforschungsanlage CERN in Kollisionen von schweren Ionen erzeugt werden. Im Kosmos treten sie beim Verschmelzen von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern auf, wobei ein starkes Gravitationswellensignal ausgesendet wird. Ultimatives Ziel der Untersuchungen ist es, Aufschluss über die thermodynamischen und dynamischen Eigenschaften der Quantenchromodynamik (QCD), der fundamentalen Theorie der starken Wechselwirkung, und hier insbesondere über das QCD-Phasendiagramm zu erlangen. Hierbei kommt eine Vielzahl von Methoden zum Einsatz: direkt auf der QCD basierende gittereichtheoretische Untersuchungen (Philipsen, Wagner), effektive Niederenergietheorien der starken  Wechselwirkung, die mit Hilfe der Funktionalen Renormierungsgruppe studiert werden (Rischke), Quantenfeldtheorien im Nichtgleichgewicht (Greiner, Philipsen), Transporttheorie zur Simulation der Dynamik von Schwerionenkollisionen (Bleicher, Greiner, Elfner, Stöcker), Hydrodynamik für Schwerionenkollisionen (Elfner, Rischke) und Magnetohydrodynamik für das Verschmelzen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern und die dabei auftretende Emission von Gravitationswellen (Rezzolla, Sagunski).

Weitere Informationen zu den einzelnen Forschungsgebieten gibt es auf den Websites der jeweiligen Arbeitsgruppen.

Astrophysik am ITP

Professoren

Apl. Professoren

Emeritierte Professoren

Joachim Maruhn: Plasma Physik

Horst Stöcker: Hochenergetische Schwerionenphysik

Am FIAS:

Professorinnen und Professoren