Fachbereich Physik

Kepler Center für Astro- und Teilchenphysik

Beteiligte Arbeitsgruppen

© CERN

Theoretische Hochenergiephysik

Prof. Dr. Barbara Jäger

Die Arbeitsgruppe Theoretische Hochenergiephysik erforscht die Phänomenologie der Elementarteilchen. Unser Ziel ist ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen, die die Dynamik der Elementarteilchen bestimmen, und die Identifizierung und Interpretation möglicher Signaturen neuer physikalischer Phänomene, die sich nicht mit dem Standardmodell der Elementarteilchen erklären lassen.

Experimentelle Astroteilchenphysik

Prof. Dr. Josef Jochum

Die gemeinsame Motivation unserer Aktivitäten ist die Suche nach Physik jenseits des Standardmodells der Elementarteilchenphysik. Die beiden Schwerpunkte sind dabei die Suche nach der Dunklen Materie und die Untersuchung der Eigenschaften von Neutrinos.

Computational Physics

Dr. Christoph Schäfer

Die Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe konzentrieren sich auf verschiedene Aspekte der frühen Phasen der Sternentwicklung. Dazu gehören: Theorie der Akkretionsscheiben, Bildung und Entwicklung von Planetensystemen von Staubaggregaten bis zu ausgewachsenen Planeten und die Bildung und Ausbreitung von Jets. Wir verwenden verschiedene Berechnungsmethoden wie Molekulardynamiksimulationen, SPH-Simulationen und gitterbasierte Magnetohydrodynamik- und Strahlungshydrodynamiksimulationen.

Theoretische Astrophysik

Prof. Dr. Konstantinos Kokkotas

Der Forschungsschwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt in der Untersuchung der Quellen von Gravitationswellen. Neutronensterne und Schwarze Löcher, sowohl isoliert als auch in Mehrfachsystemen, sind die vielversprechendsten Quellen für direkt nachweisbare Gravitationswellen. Die Tübinger Arbeitsgruppe hat sich darauf spezialisiert, anhand des Gravitationswellenspektrums von Neutronensternen deren genaue innere Struktur zu bestimmen; diese Methode wird als "Gravitationswellen-Asteroseismologie" bezeichnet.

Neutrinophysik

Prof. Dr. Tobias Lachenmaier

Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe sind Neutrinooszillationen und die Niederenergieneutrinoastronomie mit Beteiligung an den Experimenten Borexino, DoubleChooz,  JUNO und ANNIE.

Hochenergieastrophysik

Prof. Dr. Andrea Santangelo

Die Arbeitsgruppe befasst sich mit der Erkundung des Universums in einem weiten Energiefenster von Röntgenstrahlung über TeV-Gammastrahlung bis hin zu ultrahochenergetischer kosmischer Strahlung. Der Arbeitsbereich umfasst Beobachtungen, Datenanalyse und Interpretation im Hinblick auf die zugrundeliegenden physikalischen Prozesse genauso wie die Entwicklung von Detektorsystemen für hochenergetische Strahlung. Das Institut ist an internationalen Weltraummissionen (XMM-Newton, INTEGRAL, eROSITA, ATHENA, EUSO, XIPE, eXTP) und erdgebundenen Teleskopsystemen (HESS, CTA) beteiligt.

Ultrarelativistische Schwerionenphysik

Prof. Dr. Hans-Rudolf Schmidt

Schwerionenkollisionen bei ultra-relativistischen Energien bieten die einzigartige Möglichkeit, Materie im Labor bei extreme hohen Dichten oder Temperaturen zu untersuchen. Die so erzeugten baryonischen Dichten kommen ansonsten nur im Innern von Neutronensternen vor. Es können Temperaturen von bis zu 1012K erzeugt werden; dies sind Werte wie sie einige Mikrosekunden nach dem Urknall im Universum vorherrschten, und bei denen ein Phasenübergang von einem Quark-Gluon Plasma zu hadronischer Materie stattfand.

Weltraumgestützte Astronomie

Prof. Dr. Beate Stelzer

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Multi-Wellenlaengenbeobachtungen auf den Themengebiet der Entstehung und Entwicklung kühler Sterne. Die Beobachtungen umfassen eine Vielfalt von Teleskopen, sowohl bodengebundene Klein- und Grossteleskope (z.B. ESO/VLT) als auch durch Instrumente auf Weltraumsatelliten (z.B. XMM-Newton, Chandra, Kepler).

Theoretische Kern- und Teilchenphysik

Prof. Dr. Werner Vogelsang

Unsere Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf die Quantenchromodynamik (QCD), die etablierte Theorie der starken Wechselwirkungen. Wir führen phänomenologische Untersuchungen der Lepton-Proton- und Proton-Proton-Streuung durch, mit dem Ziel, die verfügbaren experimentellen Daten zu nutzen, um etwas über die Verteilung von Quarks und Gluonen im Inneren eines Protons zu erfahren. Wir sind besonders daran interessiert, herauszufinden, wie Quarks und Gluonen den Spin des Protons bestimmen. Unsere Arbeit umfasst auch QCD-Präzisionsberechnungen für Observablen an Hadronenbeschleunigern, darunter der Large Hadron Collider (LHC) am CERN und Maschinen in den USA.

Optische und UV-Astronomie

Prof. Dr. Klaus Werner

In unserer Arbeitsgruppe beschäftigen wir uns sowohl experimentell im Bereich der UV-Astronomie, als auch theoretisch im Bereich der quantitativen Spektralanalysen von Sternspektren (weiße Zwerge, Neutronensterne etc.) und Spektren von Akkretionsscheiben um kompakte Sternreste. Für die Spektralanalysen benutzen wir sowohl bodengebundene als auch weltraumgestützte Observatorien in einem breiten Wellenlängenbereich, vom Infraroten bis zum Röntgengebiet des elektromagnetischen Spektrums.

Theoretische Hadronenphysik

Prof. Dr. Thomas Gutsche

 

Physik jenseits des Standardmodells

Dr. Heidi Rzehak