Eichtheorien haben sich in den letzten 25 Jahren als die aussichtsreichsten Theorien zur Beschreibung der fundamentalen Wechselwirkungen zwischen elementaren Konstituenten der Materie herausgestellt. Vorläufer und Modell dieser Theorien war seit 1930 die Quantenelektrodynamik, der 1967 die elektroschwache Theorie hinzugefügt wurde als vereinheitlichte Theorie der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkung. Schließlich gelang es 1974, auch die Theorie der starken Wechselwirkung zwischen den Konstituenten der Hadronen, die Quantenchromodynamik, nach dem gleichen Prinzip zu formulieren. Dem Ziel, alle Kräfte als verschiedene Seiten einer einzigen zu verstehen, ist die Physik mit diesen vereinheitlichten Eichtheorien im letzten Jahrzehnt einen bedeutenden Schritt nähergekommen. Diese Theorien haben im Bereich hoher und höchster Energien große Erfolge gezeigt. Allerdings ist die Einbindung der Gravitation noch nicht gelungen. Auch im Bereich mittlerer Energien läßt sich die Quantenchromodynamik nicht ohne weiteres anwenden. "Effektive Modelle", so z.B. die "chirale Störungstheorie", die sich an der QCD orientieren, machen präzise Vorhersagen, die experimentell getestet werden können.
In diesem Graduiertenkolleg arbeiten experimentelle und theoretische Gruppen gemeinsam an der Erforschung der Eichtheorien, wobei die Experimente an den Beschleunigern des CERN (SPS, LEP und LHC), am Mikrotron MAMI und dem Neutrinoteleskop AMANDA stattfinden.
Studienprogramm:
Den Doktoranden aus den verschiedenen Teilgebieten der Teilchenphysik wird während ihrer Promotionszeit, die i.A. drei Jahre nicht überschreiten soll, über die Beschäftigung mit ihrem Spezialthema hinaus ein geschlossenes theoretisches und experimentelles Ausbildungsprogramm angeboten. Sie sollen mindestens zwei integrierte Vorlesungen speziell für Doktoranden besuchen, die gemeinsam von je einem Dozenten der theoretischen und experimentellen Physik gehalten werden. Ferner sollen sie am "Seminar über Eichtheorien – experimentelle Tests und theoretische Grundlagen", dem allgemeinen physikalischen Kolloquium und der jährlichen Klausurtagung des Graduiertenkollegs mit eingeladenen Dozenten und Beiträgen der Doktoranden teilnehmen. Außerdem gehört eine auswärtige Sommerschule und ein Aufenthalt an einem Forschungsinstitut im Ausland zum Studienprogramm.
