Matthias Wilhelm

Projekttitel

Leveraging Algebraic Geometry for High-Precision Fundamental Physics

Hvad handler dit projekt om?

Hvad er de mest grundlæggende bestanddele af stof? Og hvad er deres mest grundlæggende vekselvirkninger? Menneskehedens søgen efter svar på disse spørgsmål har ført os til både partikelfysikkens standardmodel og Einsteins generelle relativitetsteori. Men de svar, som disse to teorier giver, er stadig ufuldstændige. Hvis vi skal gøre yderligere fremskridt i vores forståelse af fundamental fysik, er der brug for præcisionsforudsigelser af en hidtil uopnåelig grad, som kan sammenlignes med præcisionseksperimenter - for at opdage ny fysik i form af små afvigelser mellem de to. Denne udfordring er særlig aktuel for to store eksperimentelle bestræbelser, nemlig the Large Hadron Collider, hvor der ikke er fundet nogen ny partikel siden opdagelsen af Higgs-bosonen (Higgs-partiklen) i 2012, og gravitationsbølgeobservatorierne, som giver os muligheden for at undersøge den generelle relativitetsteori og standardmodellen via fusioner af sorte huller og neutronstjerner.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Allerede som barn forsøgte jeg at forstå, hvordan tingene fungerer ved for eksempel at rode med min tantes ødelagte kukur og forsøge at reparere det. Da jeg voksede op, blev min interesse mere grundlæggende, hvilket ledte mig til at studere fysik og matematik. Nu forsker jeg i grænsefladen mellem fysik og matematik og udvikler det matematiske sprog og beregningsværktøjer, der giver os mulighed for at lave præcisionsforudsigelser for at fremme vores forståelse af de mest grundlæggende bestanddele af stof og deres vekselvirkninger.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

En vigtig ingrediens til præcise forudsigelser i grundlæggende fysik er Feynman-integraler, opkaldt efter nobelprismodtageren Richard Feynman. Disse integraler udgør en væsentlig udfordring, både fordi integration i sig selv er et notorisk svært problem, og fordi der opstår helt nye matematiske funktioner i disse integraler, som stammer fra indviklede geometrier. Ved hjælp af teknikker fra ren matematik planlægger jeg at forbedre vores forståelse af de opståede matematiske funktioner i en grad, der gør det muligt for os at omgå alle komplikationer ved traditionelle metoder.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Målet med dette projekt er at levere præcise forudsigelser, der giver os mulighed for at gøre spændende eksperimentelle opdagelser om de mest grundlæggende bestanddele af stof og deres vekselvirkninger. Selvom det er grundforskning med formålet at forstå, viser historien os, at denne form for forskning ofte fører til teknologiske anvendelser, der tjener det omgivende samfund. For eksempel opdagede Albert Einstein den generelle relativitetsteori på baggrund af en lille afvigelse i planeten Merkurs bane. I dag har vi GPS, som ikke ville være mulig uden Einsteins opdagelse. GPS viser især ambulancer den hurtigste vej til hospitalet og redder dermed liv.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Jeg er meget beæret over at modtage denne Sapere Aude: DFF-Forskningsleder-bevilling og anerkendelsen af min forskning. Bevillingen vil give mig de nødvendige ressourcer til at fortsætte min ambitiøse forskningsagenda og give mig mulighed for at etablere mig yderligere som en leder inden for mit felt.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg voksede op i Bonn, Tyskland. Nu bor jeg i København sammen med min kone og mine to sønner, som er 5 og 2 år. Jeg elsker at være sammen med min familie og udforske naturen sammen, vandre i skovene og ved søerne nord for København i weekenderne og gennem bjergene i ferierne. Når familielivet tillader det, nyder jeg at gå til standarddans med min kone og til bouldering.