02.09.2024Prof. Jan Plefka in das Kuratorium der VolkswagenStiftung berufen

Prof. Jan Plefka

Jan Plefka, Professor für theoretische Physik (Quantenfeld und Stringtheorie) am Institut für Physik der HU Berlin und Mitglied von IRIS Adlershof, wurde von der Bundesregierung in das Kuratorium der VolkswagenStiftung berufen.

Das Kuratorium ist das oberste Entscheidungsgremium der VolkswagenStiftung. Es besteht aus 14 Persönlichkeiten aus Wissenschaft und Gesellschaft, die jeweils zur Hälfte von der Bundesregierung und der Niedersächsischen Landesregierung berufen werden. Zu den Aufgaben des Kuratoriums gehören die Festlegung der Förderleitlinien, die Auswahl der Förderprojekte, die Kontrolle der geförderten Projekte sowie die Beratung des Vorstands.

Zur Person
Professor Jan Plefka ist ein renommierter theoretischer Physiker und Professor an der Humboldt-Universität zu Berlin. Nach Physikstudium und Promotion 1995 an der Universität Hannover war er Postdoc in New York, Amsterdam und am MPI Potsdam. Er war Gastprofessor an der ETH Zürich und am CERN. Seine Forschungen beschäftigen sich mit der Quantenfeldtheorie und ihrer Beziehung zur Gravitation. Hierbei konnte er wichtige Beiträge zu Fragen der Quantengravitation und der Stringtheorie, insbesondere im Bereich der AdS/CFT-Korrespondenz und zu versteckten Symmetrien in supersymmetrischen Quantenfeldtheorien liefern. In jüngster Zeit hat er innovative quantenfeldtheoretische Methoden für Fragen der klassischen Gravitationswellenphysik entwickelt, für dessen Ausbau er den ERC Advanced Grant erhielt.
Er ist Sprecher des DFG Graduiertenkollegs 2575, “Rethinking Quantum Field Theory”.     
Jan Plefka wurde mehrfach ausgezeichnet, darunter mit einem Feodor Lynen Stipendium der Humboldt-Stiftung und der Lichtenberg-Professur der VolkswagenStiftung.

IRIS Adlershof gratuliert seinem Mitglied Jan Plefka sehr herzlich und wünscht ihm für diese neue, verantwortungsvolle Aufgabe viel Erfolg.

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19.06.2024Durchbruch in der Gravitationswellenphysik:
Streuung Schwarzer Löcher mit beispielloser Präzision

Jan Plefka, Mitglied von IRIS Adlershof

Visualisierung der gravitativen Bremsstrahlung aus der Streuung zweier schwarzer Löcher inklusive Wellenprofil

Visualisierung der gravitativen Bremsstrahlung aus der Streuung zweier schwarzer Löcher (BSc-Arbeit O. Babayemi)

Unter der Leitung von IRIS Adlershof-Mitglied Jan Plefka hat ein internationales Team die Dynamik zweier aufeinander­treffender Schwarzer Löcher mit der bisher höchsten jemals erreichten Präzision berechnet. Ihre in der renommierten Zeit­schrift Physical Review Letters als "Editor's Choice" veröffentlichte Arbeit liefert neue Einblicke in die enormen Gravitations­wechsel­wirkungen zwischen diesen extremen Objekten in unserem Universum.

Die Streuung Schwarzer Löcher ist ein fundamentales Problem der Allgemeinen Relativitäts­theorie Einsteins mit weitreichenden Folgen für die Astrophysik und Gravitations­wellen­astronomie. Das Verständnis der Gravitations­wechsel­wirkungen und der abgestrahlten Gravitations­strahlung bei der Kollision zweier Schwarze Löcher oder Neutronen­sterne ist entscheidend für die Inter­pretation von Beobachtungen mit Gravitations­wellen­detektoren wie LIGO und zukünftigen Detektoren der dritten Generation, die in den 2030er Jahren in Betrieb gehen sollen.

Die neuen Berechnungen der Forscher von der Humboldt-Universität zu Berlin, dem Max-Planck-Institut für Gravitations­physik und dem CERN bringen die theoretische Beschreibung der Schwarzen-Loch-Streuung auf eine noch nie dagewesene Genauigkeit - die fünfte Post-Minkowski‘sche Ordnung und nächstführende Selbst­kraftordnung. Diese enorm anspruchsvolle Vier-Schleifen-Berechnung erforderte modernste Integrations­techniken und Hoch­leistungs­rechner.

"Die Lösung dieses Problems markiert eine neue Grenze für Mehrschleifen-Berechnungen und effektive Feldtheorie-Techniken", sagte der Gruppenleiter Jan Plefka. Co-Autor Benjamin Sauer kommentierte: "Wir mussten jeden Aspekt optimieren, von der Erzeugung des Integranden bis hin zur Entwicklung neuer Integrationsmethoden." Insgesamt mussten einige Millionen von 16 dimensionalen Integralen, die den Streuwinkel beschreiben, auf eine Basis von 470 Masterintegralen reduziert werden, die dann berechnet wurden.

Bemerkenswerterweise fanden die Forscher, dass der resultierende Streuwinkel auf diesem neuen Präzisions­niveau eine erstaunliche Einfachheit aufweist, ohne dass neue transzendente Funktionen jenseits von Poly­logarithmen des Gewichts drei in Erscheinung treten. Alle theoretischen Checks, sowohl interne als auch durch Über­ein­stimmung mit nicht-relativistischen Grenz­fällen waren erfolgreich. 

Mit diesem Durch­bruch haben die Forscher die Grundlage dafür gelegt, ihre Berechnungen in fort­schrittliche Gravitations­wellen­modelle für die nächste Generation von Gravitations­wellen­detektoren einzubinden. Die höhere Präzision wird extrem genaue Tests der Einstein‘schen Theorie und neue Einblicke in die Kern- und Gravitations­physik von Doppel­systemen rotierender Schwarzer Löcher ermöglichen.

"Unsere Ergebnisse bringen die Vorhersage von Gravitations­wellen, die von Begegnungen Schwarzer Löcher ausgehen, auf eine noch nie dagewesene Genauigkeit", sagte der Co-Autor Gustav Uhre Jakobsen. "Dies eröffnet brillante neue Möglichkeiten, fundamentale Physik aus künftigen Gravitations­wellen­beobachtungen zu extrahieren."

Die Forschungsarbeit wurde von der Deutschen Forschungs­gemeinschaft im Rahmen des GRK 2575 „Rethinking Quantum Field Theory“ und dem Europäischen Forschungsrat mittels des Advanced Grants „GraWFTy“ von Jan Plefka finanziert.

Artikel:
Conservative Black Hole Scattering at Fifth Post-Minkowskian and First Self-Force Order
Mathias Driesse, Gustav Uhre Jakobsen, Gustav Mogull, Jan Plefka, Benjamin Sauer, and Johann Usovitsch
Phys. Rev. Lett. 132, 241402 – Published 13 June 2024
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.241402

Kontakt:
Prof. Dr. Jan Plefka
Sprecher Graduiertenkolleg 2575 „Rethinking Quantum Field Theory“
ERC Advanced Grant „GraWFTy"
Humboldt-Universität zu Berlin, IRIS Adlershof &
Institut für Physik, Arbeitsgruppe Quantenfeld- und Stringtheorie
Zum Großen Windkanal 2, D-12489 Berlin

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Email: jan.plefkahu-berlin.de
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