Stefan Prohazka von der Arbeitsgruppe Mathematische Physik befasste sich in seiner Forschungsarbeit mit dem mathematischen Studium und physikalischen Anwendungen von Symmetrien. Der universelle Charakter von Symmetrien ermöglichte ihm Beiträge von der asymptotisch flachen Quantengravitation bis hin zur theoretischen Festkörperphysik.
Symmetrien sind grundlegend für das Verständnis physikalischer Systeme – sie vereinfachen komplexe Zusammenhänge, ermöglichen Lösungen und führen zu Erhaltungsgrößen. Besonders zentral sind dabei Raumzeitsymmetrien, also jene Symmetrien, unter denen physikalische Theorien invariant sein sollen. Die klassischen Galilei-Symmetrien wurden durch die spezielle Relativitätstheorie ersetzt, doch Stefan Prohazka und José Figueroa-O'Farrill konnten zeigen, dass darüber hinaus noch weitere konsistente Raumzeitsymmetrien existieren. In einer erstmaligen vollständigen Klassifizierung entdeckten sie Symmetrien mit ungewöhnlichen Eigenschaften, etwa Raumzeiten, in denen sich Teilchen nicht fortbewegen können. Solche Symmetrien treten sowohl in theoretischen Modellen der Quantengravitation als auch in speziellen Festkörpersystemen, sogenannten „Fractons“, auf.
Prohazka und seine Kollegen konnten Verbindungen zwischen diesen beiden Forschungsfeldern herstellen und erklären, wie man Fracton-Systeme in gekrümmten Raumzeiten beschreibt. Die dabei auftretenden Geometrien erlauben keine universelle Geschwindigkeit wie die des Lichts, was zu neuartigen Effekten führt – etwa dazu, dass ein entferntes Testobjekt von einer Welle doppelt getroffen werden kann. Solche Phänomene wurden erstmals verallgemeinert beschrieben, auch für Systeme ohne universelle Geschwindigkeit. Diese Erkenntnisse eröffnen neue Perspektiven in der Hochenergie- und Gravitationsphysik ebenso wie in der theoretischen Festkörperphysik.
Über Stefan
Stefan Prohazka studierte Technische Physik an der TU Wien und promovierte 2017 mit Auszeichnung zum Doktor der Naturwissenschaften, wobei er sich auf theoretische Physik spezialisierte. Seine wissenschaftliche Laufbahn setzte er an der Université libre de Bruxelles in Belgien fort und war anschließend ab 2020 als Postdoktorand an der University of Edinburgh in Schottland tätig. Seit 2023 ist er Mitglied der Gruppe für Mathematische Physik an der Universität Wien, wo er mit dem Preis für gute Lehre ausgezeichnet wurde.
