Prof. Dr. André Hoang

Quantenfeldtheorie, die Kombination der Quantentheorie mit der speziellen Relativitätstheorie, ist die theoretische Grundlage der Teilchenphysik und des Standardmodells, das die bekannten Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen durch die starken, schwachen und elektromagnetischen Kräfte beschreibt. Obwohl die Lagrangefunktion des Standardmodells schnell niedergeschrieben werden kann, ist es eine schwierige und umfangreiche Aufgabe, daraus genaue Vorhersagen zu bekommen, da nur störungsbedingte Lösungen berechnet werden können. Meine Forschung konzentriert sich darauf, solche präzisen Vorhersagen mit verschiedenen Störungsmethoden unter Verwendung von Feynman-Diagrammen, Renormierungsgruppenmethoden sowie dem Konzept der effektiven Theorien zu berechnen. Effektive Feldtheorien sind elegante Quantenfeldtheorien, die sehr oft für bestimmte kinematische Grenzfälle formuliert entwickelt werden können. Effektive Theorien, auf die ich mich in meinen Arbeiten konzentriert habe, sind zum Beispiel die nicht-relativistische QCD (NRQCD), die Soft-Collinear Effective Theory (SCET) und die Heavy Quark Effective Theory (HQET). In diesem Zusammenhang habe ich sehr viel an hochpräzisen Beschreibungen des Top-Quarks mit besonderem Fokus auf der Bestimmung der Top-Quark-Masse und der konsistenten Beschreibung der endlichen Lebensdauer des Top-Quarks und von instabilen Teilchen gearbeitet. Ich interessiere mich auch sehr für das Verständnis der Struktur der Störungstheorie in der Quantenfeldtheorie in hohen Ordnungen und wie störungstheoretische Methoden so formuliert und gestaltet werden können, dass die richtige Antwort so schnell und gut wie möglich approximiert wird. Dies ermöglicht dass die Parameter des Standardmodells mit hoher Präzision gemessen werden können.

Prof Dr. Massimiliano Procura

Eine verbesserte theoretische Kontrolle über die Vorhersagen der Standardmodells ist der Schlüssel zur optimalen Nutzung der Fülle an Informationen über grundlegende Wechselwirkungen, die durch aktuelle und zukünftige Experimente an Hochenergiebeschleunigern sowie durch hochempfindliche Messungen bei niedrigeren Energien bereitgestellt werden. In diesem Zusammenhang konzentriert sich meine Forschung auf systematische quantenfeldtheorische Methoden, einschließlich effektiver Feldtheorien, die neuartige Präzisionsberechnungen ermöglichen. Meine Motivation ist es, unser Verständnis des aktuellen Paradigmas der Teilchenphysik zu vertiefen und herauszufordern sowie die Reichweite der Suche nach Physik jenseits des Standardmodells zu erweitern. Mein besonderes Interesse gilt der Entwicklung und Anwendung analytischer Methoden zur hochpräzisen Bestimmung messbarer Eigenschaften von Quarks, Hadronen und Leptonen, bei denen die Kontrolle der Effekte der starke Wechselwirkung eine entscheidende Rolle spielt. Meine derzeitigen Interessensgebiete umfassen insbesondere die Anwendung von Energiekorrelatoren in der Teilchenphysik, neue Einblicke in den Mechanismus der Hadronisierung, neue Präzisionsbestimmungen der Top-Quark-Masse, transversalimpulsabhängige Verteilungen in Hadronen, Hochenergie-Faktorisierung in Gegenwart starker und elektroschwacher Effekte und die hadronische Beiträge zum anomalen magnetischen Moment des Myons.

Prof. Dr. Josef Pradler

(Copyright: Markus Tordik/ÖAW)

Einer meiner Forschungsschwerpunkte ist es, das theoretische Spektrum an Möglichkeiten zur Teilchennatur der Dunklen Materie auszuloten und zu erweitern. Einen phänomenologischen Zugang wählend, liegt mir besonderes die Überprüfbarkeit der theoretischen Szenarien im Experiment und in der astrophysikalischen Beobachtung am Herzen. Dunkle Materie kann aus mehreren Arten fundamentaler Teilchen bestehen, die mit neuen Kräften untereinander bzw. mit normaler Materie wechselwirken. In diesem Kontext beschäftige ich mich auch mit den Konsequenzen neuer Physik für die Kosmologie, für die Astrophysik sowie für Experimente, die sich auf die Detektion von Dunkler Materie spezialisieren.

Dr. Alessandro Broggio

Meine Forschung in der theoretischen Teilchenphysik konzentriert sich auf präzise Vorhersagen im Standardmodell, in der minimalen supersymmetrischen Erweiterung des Standardmodells und in Modellen für Dunkle Materie. Ich arbeite hauptsächlich an Präzisionsberechnungen differentieller Wirkungsquerschnitte durch Anwendung von Resummationstechniken im Kontext der Soft-Collinear Effective Theory (SCET) für Streuprozesse am Large Hadron Collider (LHC). Insbesondere habe ich Korrekturen höherer Ordnung für mehrere elementare Prozesse berechnet, wie Drell-Yan, die Produktion eines Topquark-Antitopquark-Paares, eines Topquark-Antitopquark-Paares in Verbindung mit einem schweren Boson, Squarks und Slepton-Paare, Higgs-Produktion in Verbindung mit einem weiteren schweren Boson, Photonenpaaren oder Z-Paaren und der Vernichtung dunkler Materie. Ich arbeite auch an der Entwicklung und Erweiterung des GENEVA-Monte-Carlo-Ereignisgenerators, der vollständig differenzielle Vorhersagen liefert, indem er resummierte Berechnungen von Jet-Auflösungsvariablen mit sogenannten Fixed-Order-Rechnungen und den Effekten von Partonschauern sinnvoll verknüpft.

Dr. Tyler Corbett

Meine Forschung konzentriert sich auf die Verwendung des quantenfeldtheoretischen Rahmens der "SMEFT" (Standard Model Effective Field Theory), um Abweichungen im Verhalten der Standardmodell-Teilchen von dem durch das Standardmodell vorhergesagten Verhalten vorherzusagen. Durch den Vergleich dieser Vorhersagen mit Experimenten können wir hoffen, Effekte der Physik jenseits des Standardmodus indirekt messen zu können. Ein weiterer Aspekt dieser Forschung ist es, die aufregendsten Modelle der Physik jenseits des SM zu betrachten und herauszufinden, wie sie auf das SMEFT-Framework abgebildet werden. Dies wird es ermöglichen, gemessene Abweichungen vom zu nehmen Standardmodell, das in experimentellen Daten sichtbar ist, und um zu verstehen, welche Art von neuer Physik am wahrscheinlichsten außerhalb der Reichweite moderner Experimente existiert. Diese Ergebnisse können das Design der nächsten Generation von Collider-Experimenten unterstützen und beeinflussen, damit diese in der Lage wären, neue Teilchen, die in den Modellen vorhergesagt werden, direkt zu produzieren. Diese Forschung ergänzt die Präzisions-SM-Forschung anderer Mitglieder der Teilchenphysik-Gruppe. Die Abweichungen vom SM-Verhalten, die aus der SMEFT-Fremdarbeit hervorgehen, würden als kleine Korrekturen gegenüber den hochmodernen SM-Präzisionsvorhersagen der Teilchenphysik-Gruppe erscheinen. Dies bietet potenziellen Studenten reichlich Gelegenheit, mit mir und anderen Mitgliedern der Gruppe zusammenzuarbeiten.

Dr. Simon Plätzer

Mein Forschungsschwerpunkt ist die Phänomologie von Teilchenreaktionen und liegt an der Schnittstelle zwischen Theorie und Experiment. Mich interessiert was wir aus den gemessenen Daten an Collider-Experimenten über die funadamentalen Bausteine und Wechselwirkungen der Materie lernen
können und wie die Komplexität, die wir beobachten, aus einfachen Bausteinen entsteht. Das geht nur indem wir eine breite Palette an Methoden von analytischen Rechungen bis zu detaillierten Monte Carlo Simulationen verwenden. Damit untersuchen wir die starke und elektroschwache Wechselwirkung, aber auch hypothetische dunkle Materie Teilchen. Ich arbeite insbesondere an der Herwig 7 Ereignisgenerator-Simulation und an der Entwicklung von CVolver, einer Simulation, die Collider-Reaktionen fundamental quantenmechanisch simuliert. Methoden, die in Forschungsarbeiten mit mir gelernt werden können sind fortgeschrittene Quantenfeldtheorie, Monte Carlo Methoden und computergestützte Physik mit grossen Rechnerclustern, Gitterfeldtheorie, und moderne Gruppentheorie mit Birdtracks.