Peter W. Graham

Peter W. Graham (* 1980) ist ein US-amerikanischer Physiker.

Graham studierte an der Harvard University mit dem Bachelor-Abschluss und wurde 2007 an der Stanford University promoviert. 2010 wurde er dort Assistant Professor.

Er befasst sich mit Physik jenseits des Standardmodells, sowohl theoretisch als auch über Vorschläge neuartiger Experimente unter Verwendung von Techniken aus Astrophysik, Atomphysik und Festkörperphysik.

Er schlug mit Surjeet Rajendran und anderen das Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr) vor[1], das Axione als Kandidaten für Dunkle Materie detektieren soll mit Hilfe von NMR, und das DM Radio Pathfinder Experiment, das Dunkle Materie im Sektor Versteckter Photonen und Axionen suchen soll mit Magnetometrie und elektromagnetischer Resonanz[2]. Er schlug auch vor mit Rajendran und anderen, Gravitationswellen mit Atominterferometrie zu detektieren.[3]

Er schlug mit David Kaplan und Surjeet Rajendran eine Lösung des Hierarchieproblems[4] mit dynamischer Relaxation im frühen Universum statt wie üblicherweise mit neuer Physik (wie Supersymmetrie, Extradimensionen) auf der elektroschwachen Skala des Standardmodells vor (oder dem Anthropischen Prinzip[5]).[6] Das die Inflationsdynamik bestimmende Relaxion-Feld legt nach dem Modell von Graham auch die Higgsmasse fest und der Wert des Relaxionfeldes liegt heute nahe einem von dessen vielen lokalen Minima. Am Beginn des Universums hatte es aber sehr viel höhere Werte mit einer dazugehörigen Higgs-Masse möglicherweise auf der Planck-Skala.[7][8] In der einfachsten Version umfasst das Modell von Graham und Kollegen zusätzlich zum Standardmodell Inflation und ein QCD-Axion, das mit dem Relaxion identifiziert wird. Sobald die Quarks über das Higgsfeld Masse erhalten wird das Axion/Relaxion-Feld umgekehrt durch Wechselwirkung mit den Quarks eingefroren. Das Modell wurde durch einen ähnlichen Mechanismus angeregt, mit dem Larry Abbott 1984 erklären wollte, warum die Kosmologische Konstante so klein ist.[9] Die einfachste Version des Modells, die das Relaxion mit dem Axion identifiziert, ist aber von anderen kritisiert worden und muss wahrscheinlich modifiziert werden[10]. Das Axion ist bereits ein Kandidat für Dunkle Materie und wurde ursprünglich als Lösung des starken CP-Problems im Standardmodell eingeführt. Das Modell von Graham und Kollegen fand auch Aufmerksamkeit, da bisher am LHC keine supersymmetrischen Teilchen entdeckt wurden, die bis dahin als aussichtsreichste Erklärung des Hierarchieproblems galten.

2017 erhielt er den New Horizons in Physics Prize mit Asimina Arvanitaki und Surjeet Rajendran für die Entwicklung neuer experimenteller Überprüfungen der Physik jenseits des Standardmodells. 2014 erhielt er einen Early Career Award des Department of Energy und er war Terman Fellow in Stanford.

Einzelnachweise

  1. ↑ Dmitry Budker, Peter W. Graham, Micah Ledbetter, Surjeet Rajendran, Alex Sushkov, Cosmic Axion Spin Precession Experiment (CASPEr), Phys. Rev. X 4, 2014, 021030, Arxiv, 2013
  2. ↑ Maximiliano Silva-Feaver, Saptarshi Chaudhuri, Hsiao-Mei Cho, Carl Dawson, Peter Graham, Kent Irwin, Stephen Kuenstner, Dale Li, Jeremy Mardon, Harvey Moseley, Richard Mule, Arran Phipps, Surjeet Rajendran, Zach Steffen, Betty Young: Design Overview of the DM Radio Pathfinder Experiment, Arxiv, 2016
  3. ↑ Peter W. Graham, Jason M. Hogan, Mark A. Kasevich, Surjeet Rajendran, A New Method for Gravitational Wave Detection with Atomic Sensors, Phys.Rev.Lett., Band 110, 2013, S. 171102
  4. ↑ Das Hierarchieproblem besteht in der Erklärung der relativ geringen Higgsmasse (elektroschwache Skala) im Vergleich zur Planck-Skala, von der es theoretisch Wechselwirkungsbeiträge zur Masse erhalten sollte
  5. ↑ Wäre das Higgs nur fünfmal schwerer gäbe es keine komplexen Atome, V. Agrawal, S.M. Barr, J.F. Donoghue, D. Seckel, The anthropic principle and the mass scale of the Standard Model, Phys. Rev. D 57, 1998, S. :5480-5492
  6. ↑ Peter W. Graham, David E. Kaplan, Surjeet Rajendran, Cosmological Relaxation of the Electroweak Scale, Phys. Rev. Lett., Band 115, 2015, S. 221801, Arxiv
  7. ↑ Michael Dine, Viewpoint: Connecting the Higgs Mass with Cosmic History, APS, November 2015
  8. ↑ Natalie Wolchover, A New Theory to Explain the Higgs Mass, Quanta Magazine 2015
  9. ↑ L. F. Abbott, A Mechanism for Reducing the Value of the Cosmological Constant, Phys. Lett. B, Band 150, 1985, S. 427
  10. ↑ Rick S. Gupta, Zohar Komargodski, Gilad Perez, Lorenzo Ubaldi, Is the relaxion an axion ?, 2015
Personendaten
NAME Graham, Peter W.
KURZBESCHREIBUNG US-amerikanischer Physiker
GEBURTSDATUM 1980