Dr. Koslowski studierte Theoretische Physik und Astrophysik an der Universität Würzburg und wechselte kürzlich zum weltberühmten Perimeter-Institut in Waterloo/Kanada. Er gehört neben Martin Bojowald und Thomas Thiemann zu den führenden deutschen Wissenschaftlern auf dem noch neuen Gebiet der Schleifenquantengravitation, die einen völlig neuen Lösungsansatz zur Theorie von Raum und Zeit liefert und eine Art „Quantenäther“ auf der Basis von Raumzeit-Quantelungen formuliert. Dr. Koslowski forscht am Perimeter-Institut zusammen mit auch international bekannten Physikern wie Neil Turok, Lee Smolin und Leonard Susskind. Zeitweise ist auch Stephen Hawking dort tätig.
Das Perimeter-Institut verfolgt die Aufgabe, unser Verständnis der physikalischen Gesetze weiter zu entwickeln und neue Ideen zur wahren Natur von Raum, Zeit, Materie und Information hervorzubringen. Dafür wurde ein multidisziplinäres Umfeld eingerichtet.
Was sagen uns Schleifen über die Quantengravitation?
(Vortrag, gehalten im Waldhof, 4. Juli 2010)
Die allgemeine Relativitätstheorie (Einsteins Beschreibung der Gravitation, die vor allem für die Physik auf großen Skalen wichtig ist) und Quantenfeldtheorien (die moderne Beschreibung der Teilchen, die vor allem für die Physik bei kleinen Skalen wichtig ist) bilden zwei der Grundpfeiler der modernen Physik, welche aber nicht offensichtlich miteinander vereinbar sind: Die Regeln der Quantenmechanik erfordern einen Renormierungsprozess, d.h. man beschränkt sich auf bestimmte Energieskalen, da sonst mathematisch unendliche Ausdrücke auftreten. Man betrachtet also die Quantenfelder unter verschiedenen Auflösungen.
Wendet man diesen Renormierungsprozess auf die Gravitation an, dann Stellt man fest, dass eine endliche Gravitation bei kleinen Skalen auf großen Skalen immer schwächer wird. Dies führt zu der Frage woher die Gravitation bei (aus der Sicht der Quantenwelt) großen Skalen stammt?
Die Schleifenquantengravitation ist ein Lösungsansatz zu diesem Problem, der auf einer Beschreibung der allgemeine Relativitätstheorie durch Paralleltransporte basiert. Paralleltransport ist ein differentialgeometrisches Verfahren, das erlaubt, ursprüngliche Geometrien entlang von Kurven so zu transportieren, dass bestimmte geometrische Eigenschaften erhalten bleiben. Dies führt zu einem Modell für Raumzeit, welches anschaulich als ein Schaum von Raumzeitquanten beschrieben werden kann. Es stellt sich dabei heraus, dass diese so genannten Spin-Schäume auf kleinsten Skalen eine reichere Struktur als gewöhnliche Raumzeitgeometrie haben.
Diese reichere Struktur macht sich vor allem in Extremsituationen wie dem Urknall bemerkbar, wobei sich herausstellt, dass das Universum in der Nähe des Urknalls durch einen nicht-geometrischen Zustand beschrieben wird.
