Center for Interdisziplinary Research
 
 

Statistical QCD

A Conference on Matter under Extreme Conditions

Termin: 26. - 30. August 2001
Leitung: Frithjof Karsch und Helmut Satz (beide Bielefeld)

Wie sah es in unserem Universum kurz nach dem Urknall aus; zu einer Zeit als die uns heute bekannten Bausteine der Materie noch nicht existierten? Welche drastischen Prozesse waren notwendig, um die frühe Urmaterie in die uns bekannten Protonen und Neutronen, aus denen alle Materie und alles Leben aufgebaut ist, umzuwandeln? Diesen Fragen widmeten sich über 100 internationale Spitzenforscher, die sich vom 26. bis 30. August 2001 zu einer Tagung am Bielefelder Zentrum für interdisziplinäre Forschung trafen.
Am Anfang, wenige milliardstel Bruchteile einer Sekunde nach dem Urknall, war das Universum ein Feuerball unvorstellbar heißer Materie; die Temperaturen überstiegen das Milliardenfache der Temperatur unserer Sonne. Die Bausteine unserer heutigen Welt, die Elementarteilchen wie Protonen und Neutronen, können bei solchen Temperaturen gar nicht existieren; sie schmelzen und zerfallen dabei in Quarks, die kleinsten uns bekannten Bestandteile der Materie. Nach unserem heutigen Verständnis der Physik dichter und heißer Materie war der Feuerball des frühen Universums daher ein aus Quarks bestehendes Plasma, das sich rasch ausdehnte und dabei abkühlte. Im Verlauf der Abkühlung dieser Urmaterie wurde diese in neue Erscheinungsformen überführt. Dabei liefen Prozesse ab, wie wir sie auch aus der Beobachtung der Umformung von Wasserdampf in Wasser oder von Wasser in Eis kennen.
Wie sich in Wasserdampf bei Abkühlung zunächst Tröpfchen und dann flüssiges Wasser bilden, so entstanden im Verlauf eines Phasenübergangs aus dem Quark-Plasma die Elementarteilchen und aus diesen dann Atomkerne und letztlich die heutige Materie.
Die Grundlagen für die Erforschung solcher Urmaterie wurden nach Meinung vieler Wissenschaftler auf zwei Tagungen gelegt, die in den Jahren 1980 und 1982 am Bielefelder Zentrum für interdisziplinäre Forschung (ZiF) stattfanden. Damals trafen sich hier die in diesem Bereich arbeitenden Theoretiker und Experimentalphysiker, um sich einen Überblick über die Vorhersagen der Theorie zu schaffen und die Möglichkeit der experimentellen Überprüfung dieser Vorhersagen zu analysieren. Tatsächlich wurden in den folgenden Jahren Experimente zur Untersuchung der Materie bei hohen Dichten und Temperaturen durchgeführt. In den USA wurde am Brookhaven National Laboratory auf Long Island, New York, sogar ein nur auf diesen Fragenkomplex spezialisierter Teilchenbeschleuniger (RHIC) gebaut. Dieser Beschleuniger hat im letzten Jahr seinen Betrieb aufgenommen und nun erste Resultate geliefert. Dieses Ereignis war dann auch ein wichtiger Grund dafür, nach zwanzig Jahren wieder international führende Experten, die das Verhalten dichter Elementarteilchenmaterie aus unterschiedlichsten Perspektiven betrachten, nach Bielefeld einzuladen.
Während der Tagung Statistical QCD diskutierten sie die noch immer vielfältigen offenen Fragen dieses Forschungsgebietes und analysierten insbesondere die neuen Forschungsmöglichkeiten, die sich mit dem RHIC ergeben. Einen breiten Raum nahm dabei auch die Diskussion dichter Materie ein, wie sie im Universum z. B. in Neutronensternen existiert oder bei der Explosion einer Supernova entsteht. Gerade auf diesem Gebiet wurden in den letzten Jahren viel beachtete Fortschritte erzielt, die wesentlich aus dem Wechselspiel zwischen Computersimulation und phänomenologischer Modellierung sowie der Anwendung von statistischen und feldtheoretischen Methoden profitierten.
Mit der diesjährigen Tagung ist es gelungen, die auf diesen Gebieten führenden Experten zusammenzubringen und unter ihnen einen lebhaften Meinungsaustausch zu initiieren.



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