Theoretisch-Physikalisches Institut

Das Theoretisch-Physikalische Institut (TPI) ist Teil der Physikalisch-Astronomischen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Quantenfeld- und Gravitationstheorien sowie deren Wechselspiel bilden derzeit die Forschungsschwerpunkte des Instituts.

Quantenfeldtheorien sind von großer Bedeutung für unser Verständnis der fundamentalen Wechselwirkungen in der Natur, gewinnen aber auch zunehmend an Bedeutung für neuartige Anwendungen, zum Beispiel in der Mikro- und Nanotechnologie oder für die Untersuchung von Phasenübergängen in Vielkörpersystemen.

Auf großen Skalen dominiert die Gravitationskraft, die durch die Gravitationstheorie beschrieben wird und auf Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie basiert. Diese Theorie beschreibt auch die winzigen Verzerrungen der Raumzeit, welche sich in Form von Gravitationswellen im Raum ausbreiten und eine Gravitationswellenastronomie ermöglichen.

In den letzten Jahren hat sich Quantengravitation als dritte Säule des TPI etabliert, welche Quantenfeldtheorie und Relativitätstheorie als zwei Grenzwerte ein- und derselben grundlegenden Theorie zu verstehen versucht. Einen vielversprechenden Ansatzpunkt bietet hierbei das sogenannte Holographische Prinzip. Diesem vergleichsweise jungen Forschungsgebiet gelangen in den letzten beiden Dekaden faszinierende Einsichten in die Quantennatur Schwarzer Löcher und der Raumzeit sowie in die Dynamik stark gekoppelter Quantenfelder.