April 2020
Unterwegs in der Extradimension
„Mein Hauptinteresse gilt dem Studium von theoretischen Modellen, die allgemein als Physik jenseits des Standardmodells bekannt sind – wir nennen sie „Beyond the Standard Model“ oder kurz BSM.
Doch warum brauchen wir solche Theorien überhaupt? Das Standardmodell ist doch extrem erfolgreich, wenn es darum geht, die uns bekannten Grundbausteine der Natur zu beschreiben. Deshalb würden wir es auch gerne als die fundamentale Theorie der Natur betrachten. Und doch gibt es Gründe, um anzunehmen, dass es eine effektive Theorie ist: Sie ist bei jenen Energie- und Längenskalen gültig, die gegenwärtig experimentell zugänglich sind. Aber bei höheren Energien oder kürzeren Abständen müssen wir diese Theorie erweitern, um zu einer grundlegenderen Beschreibung der Natur zu gelangen.
©: Torsten Zimmermann
Hier kommen BSM-Modelle ins Spiel: Sie sollen erklären, was das Standardmodell nicht zu erklären vermag, aber gleichzeitig dessen korrekte Vorhersagen unverändert lassen. Das fasziniert mich bei meiner Arbeit am meisten – es gibt viele offene Probleme in der Teilchenphysik, die wir mit unserer Forschung verbinden können. Es ist, als ob wir lose Enden der modernen Physik zusammenführen.
Konkret beschäftige ich mich vor allem mit Modellen, die zusätzliche (räumliche) Dimensionen berücksichtigen. Sind diese Dimensionen „gekrümmt“, erlauben sie uns beispielsweise zu verstehen, warum die Fermionenmassen so sind wie im Standardmodell angelegt. Für meine Arbeit nutze ich sowohl einen gewöhnlichen PC als auch den Mainzer Supercomputer MOGON II. Am Anfang steht aber immer eine Idee. Daraus wird ein Modell auf Papier, welches ich später am Computer teste. Ich bin sicher, dass unser Forschungsgebiet den Austausch dieser Ideen und Gedankenexperimente unmittelbar fördert – ein weiteres großes Plus meiner Arbeit.“
Javier Castellano ist seit Oktober 2017 Doktorand in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Matthias Neubert. Nachdem er seinen Master in Valencia, Spanien, abgeschlossen hatte, machte ihn sein Betreuer auf die Mainzer Arbeitsgruppe in der Theoretischen Hochenergiephysik aufmerksam. Über die mit PRISMA+ verbundene und mittlerweile ausgelaufene Graduiertenschule „Symmetry Breaking“ kam er schließlich nach Mainz.