Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

Forschung — 101 Abb. 2. Oberflächenstrom entlang einer Grenzfläche zwischen Weyl– und Dirac-Semimetall Symmetrien spielen eine wichtige Rolle in der Physik. So manifestieren sich durch Quantenef- fekte gebrochene Symmetrien, sogenannte Ano- malien, in Effekten der Hochenergiephysik und Physik der kondensierten Materie. Ein Beispiel hierfür ist der chiral magnetische Effekt, einem elektrischen Strom entlang eines Magnetfelds in Anwesenheit eines axial chemischen Potentials. Mittels der AdS/CFT Dualität wurde dieser Effekt erstmalig fernab des Gleichgewichts, bei- spielsweise in zeitabhängigen elektrischen Fel- dern, untersucht. Wir finden universelle Dynamik sowohl im Früh- als auch Spätzeitverhalten. Ers- teres weist auf eine noch genauer zu untersu- chende universelle Nichtgleichgewichtsdynamik hin. Letzteres ist eine Manifestierung von Landau Niveaus bei starker Kopplung, die erstmalig mit holographischen Methoden untersucht wurden. Des Weiteren wurden Weyl Semimetalle bei starker Kopplung untersucht. Hierbei manifes- tiert sich der chiral (axial) magnetische Effekt in Form von Oberflächenzuständen, sogenannten Fermi-Bögen, zwischen topologisch trivialen und Forschungsprojekt 1: Chirale Effeke in stark gekoppelten anomalen Quantenfeldtheorien nicht-trivialen Phasen des Weyl Semimetalls aus (siehe Abbildung). Ammon, M., Grieninger, S., Jimenez, A., Macedo, R., Melgar, L. (2016): Holographic quenches and anomalous transport. JHEP, DOI:10.1007/ JHEP09(2016)131. Ammon, M., Kaminski, M., Leiber, J. et. al. (2017): Quasinormal modes of charged magnetic black branes & chiral magnetic transport. JHEP, DOI:10.1007/JHEP04(2017)067. Ammon, M., Heinrich, M., Jimenez, A., Möckel, S. (2017): Surface States in holographic Weyl Semimetals. Phys. Rev. Lett., DOI:10.1103/ PhysRevLett.118.201601. Forschungsprojekt 2: Schwarze Löcher in Kaluza-Klein und Höheren-Spin Gravitationstheorien In einer Reihe von Arbeiten wurden Schwarze Löcher und Ihre Quantenaspekte in verallgemei- nerten Gravitationstheorien untersucht. Während in vier dimensionalen Gravitationstheorien die stationären ungeladenen Schwarzen Löcher durch die Schwarzschild Geometrie beschrieben ist, ist die Klasse der stationären Lösungen in höher-dimensionalen Kaluza-Klein Gravitations- theorien mit kompakten Raumdimensionen reichhaltiger: neben in den Extra-Dimensionen lokalisierten Schwarzen Löchern (LBH) mit einer sphärischen Horizont Topologie gibt es Schwar- ze Strings (UBS/NBS), deren Horizonte die kom- pakte Dimension komplett umschließen. Die LBH und NBS Lösungen sind durch eine singuläre Zwischenlösung verbunden, die erstmalig nume- risch gefunden und dessen kritische Exponenten bestimmt wurde (siehe Abbildung). Abb. 3. Übergang von Schwarzen Strings (links) zu lokalisierten Schwarzen Löchern (rechts); Bild: M. Kalisch. In einem weiteren Forschungsstrang wurden außerdem Schwarze Löcher in drei dimensiona- ler Höherer-Spin Gravitationstheorie konstruiert, und deren Thermodynamik untersucht. Die ther- modynamischen Größen lassen sich mittels am Horizont definierten Ladungen besonders ein- fach ausdrücken. Des Weiteren werden masselo- se Anregungen am Horizont, sogenannte soft hairs , explizit konstruiert und untersucht. Kalisch, M. Möckel, S., Ammon, M. (2017): Critical behavior of the black hole/black string transition. JHEP, DOI:10.1007/JHEP08(2017) 049. Ammon, M., Grumiller, D., Prohazka, S., Riegler, M., Wutte, R. (2017): Higher Spin flat space cosmologies with soft hair. JHEP, DOI:10.1007/JHEP05(2017)031.