Im Zentrum der Forschungsgruppe steht eine der grundlegendsten Fragen der Physik: Wie funktioniert die sogenannte starke Wechselwirkung, eine der vier Grundkr\u00e4fte der Natur? Im Standardmodell der Teilchenphysik wird sie als Quantenchromodynamik beschrieben. Sie sorgt daf\u00fcr, dass die Bausteine der Protonen und Neutronen \u2013 die Quarks \u2013 fest zusammengehalten werden. Vermittelt wird diese Kraft durch Teilchen namens Gluonen. Trotz ihrer zentralen Rolle gibt es Eigenschaften dieser Gluonen, die bis heute kaum verstanden sind.<\/p>\n
Ein besonderes Merkmal der starken Wechselwirkung ist, dass Gluonen und Quarks niemals einzeln beobachtet werden k\u00f6nnen. Bildlich gesprochen sind die Gluonen der \u201eKlebstoff\u201c, der die Quarks zusammenh\u00e4lt, womit sie stets in gr\u00f6\u00dferen Teilchen eingeschlossen sind \u2013 ein Ph\u00e4nomen, das Physiker*innen als \u201eConfinement\u201c bezeichnen. Die Forschungsgruppe widmet sich genau diesen eingeschlossenen Gluonen und ihren Eigenschaften.<\/p>\n
Unerwartete Ergebnisse<\/strong><\/p>\n Im Fokus stehen dabei sogenannte Glueb\u00e4lle \u2013 theoretisch vorhergesagte Teilchen, die fast ausschlie\u00dflich aus Gluonen und kaum aus Quarks bestehen. Die Forschenden wollen herausfinden, ob es sie wirklich gibt und wie sie aussehen, und damit zum grundlegenden Verst\u00e4ndnis der Kraft beitragen. Au\u00dferdem haben Experimente an Teilchenbeschleunigern seit Anfang der 2000er Jahre bislang unbekannte, sogenannte exotische Teilchen entdeckt. Bei ihrem inneren Aufbau k\u00f6nnten Gluonen nicht nur als \u201eKlebstoff\u201c wirken, sondern sich auch in angeregten Bewegungszust\u00e4nden befinden und so die Eigenschaften dieser Teilchen mitbestimmen.<\/p>\n \u201eWeltweit f\u00fchrende Forschungsanlagen wie das CERN in Genf oder Teilchenbeschleunigerzentren in China und Japan liefern immer wieder Messdaten, deren Interpretation eine gro\u00dfe Herausforderung darstellt. Sie passen nicht so richtig zu dem, was man bisher erwartet hat. Wir wollen mehr \u00fcber die unerwarteten Teilchenzust\u00e4nde herausfinden und so helfen, die Beobachtungen besser zu verstehen und einzuordnen\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Francesco Knechtli.<\/p>\n Daf\u00fcr setzen die Forschenden auf hochentwickelte Computersimulationen und leistungsstarke Rechenverfahren, die sie im Rahmen ihrer Arbeit entwickeln. Dabei verbinden sie theoretische Physik mit moderner angewandter Mathematik \u2013 laut Forschungsgruppe ein Alleinstellungsmerkmal. Die neuen mathematische Methoden sollen die Simulationen genauer und effizienter machen. Mit ihrem Ansatz wollen die Wissenschaftler*innen nicht nur die Beantwortung heutiger Fragestellungen vorantreiben, sondern auch zuk\u00fcnftiger Forschung den Weg ebnen.<\/p>\n Auch der Nachwuchs profitiert<\/strong><\/p>\n Neben Prof. Dr. Francesco Knechtli sind von der Bergischen Universit\u00e4t Wuppertal auch Dr. Tomasz Korzec, Prof. Dr. Michael G\u00fcnther sowie Prof. Dr. Andreas Frommer und Dr. Karsten Kahl an der Forschungsgruppe beteiligt. Weitere Partner kommen vom DESY Zeuthen, der Universit\u00e4t Regensburg sowie dem Trinity College Dublin. Die enge Zusammenarbeit st\u00e4rkt nicht nur die internationale Vernetzung, sondern bietet auch spannende Ausbildungs- und Austauschm\u00f6glichkeiten f\u00fcr Nachwuchswissenschaftler*innen.<\/p>\n Die zweite F\u00f6rderphase l\u00e4uft von 2026 bis 2030. Die Gesamtf\u00f6rderung durch die DFG betr\u00e4gt rund 2,5 Millionen Euro, davon entfallen 1,6 Millionen Euro auf die Bergische Universit\u00e4t Wuppertal.<\/p>\n