Renate Loll

Renate Loll (* 19. Juni 1962 in Aachen) ist eine deutsche theoretische Physikerin, die sich mit Quantengravitation befasst.

Renate Loll studierte in Freiburg im Breisgau und promovierte 1989 am Imperial College in London. Nach Forschungsaufenthalten in Italien und den USA arbeitete sie als Heisenberg-Stipendiatin der Deutschen Forschungsgemeinschaft mehrere Jahre am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Potsdam-Golm. 1997 habilitierte sie sich an der Universität Potsdam (Wilson loop and discrete lattice methods in quantum gauge and gravitational theories). 2001 wurde sie Professorin an der Universität Utrecht, seit 2012 ist sie Professorin an der Radboud-Universität Nijmegen. Außerdem ist sie Professorin am Perimeter Institute. Seit 2013 ist sie Mitglied der Academia Europaea. 2015 wurde sie in die Königlich Niederländische Akademie der Wissenschaften gewählt. Für 2025 wurde ihr die Amaldi-Medaille zugesprochen.

Sie befasste sich mit der Formulierung der Yang-Mills-Theorie mit Schleifenvariablen und der BRST-Quantisierung und verfolgt einen nichtstörungstheoretischen Zugang zur Quantengravitation über Kausale Dynamische Triangulationen (Causal Dynamical Triangulation, CDT), eingeführt mit Jan Ambjørn vom Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen 1998. Computer-Simulationen der Theorie gaben Hinweise auf die Emergenz einer vierdimensionalen Raumzeit auf größerer Maßstabsskala und gleichzeitig bei kleinen Maßstäben einer fraktalen Struktur und dynamischer Reduktion auf zwei Dimensionen.

CDT

Viele Stringtheorien erfordern 10 oder 11 Dimensionen. "Überschüssige" Dimensionen werden (mathematisch aufwendig) "eingerollt". Prof. Loll macht dagegen:

• keine solche Vorgabe, da sich in der CDT die Raumzeit aus winzigen, flachen Bausteinen (Triangulationen/Simplexen) bildet.
• Kausalität zur einzigen Ausgangsbedingung. Nur mit der Richtung für Ursache und Wirkung entsteht die 4D-Raumzeit. Auf großen Skalen fügten sich die vielen winzigen Quantenbausteine allein zur 4D-Raumzeit zusammen. Dies ist eine "emergente" Folge des Zusammenspiels vieler Quantenfluktuationen.

Spektakulär ist dabei die Entdeckung, dass die Dimensionen unserer Welt nicht starr sind:

• Wir leben in einer Welt mit drei Raumdimensionen (Länge, Breite, Höhe).
• "Zoomt" man (mathematisch) dagegen extrem nah an die Struktur der Raumzeit im Bereich der Planck-Länge bei 10⁻³⁵ Metern heran, treten heftige Quantenfluktuationen in Erscheinung.
• Simulationen zeigen, dass sich die Anzahl der Dimensionen auf dieser winzigen Ebene (im doppelten Sinn) auf zwei Dimensionen reduziert (eine fraktale 1+1-Struktur). Der Raum verhält sich hier wie ein dünnes, verzweigtes Netz oder ein Fraktal anstelle eines stabilen 3D-Raums.

Abgrenzung und Weiterentwicklung

Aufbauend auf der CDT setzen M. Djordjevic, I. Prlina und M. Vojinovic die Zeit nicht als existierend voraus, sondern deuten sie als Folge der Quantenstatistik. Es ist bislang rätselhaft, wieso unsere Welt drei Raumdimensionen und eine Zeitdimension (-+++) erhielt. Im Oktober 2026 wurde an einem Modell gezeigt: Wenn die Raumzeit-Bausteine statistisch schwingen, kollabieren sie mit rund 85 % Wahrscheinlichkeit in genau diese Minkowski-Signatur, wobei Effekte diskutiert werden, die weit über 85 % hinaus gehen.

Schriften

• mit J. Ambjørn, A. Goerlich, J. Jurkiewicz: Nonperturbative Quantum Gravity. In: Physics Reports. Band 519, 2012, S. 127–212.
• mit J. Ambjørn, J. Jurkiewicz: Quantum gravity as sum over spacetimes. In: Lecture Notes in Physics. Band 807, 2010, S. 59–124.
• The Emergence of Spacetime, or, Quantum Gravity on Your Desktop. In: Classical and Quantum Gravity. Band 25, 2008, S. 114006.
• Jan Ambjørn, Jerzy Jurkiewicz, Renate Loll: The Self-Organizing Quantum Universe. In: Scientific American. Juli 2008.
• Jan Ambjørn, Jerzy Jurkiewicz, Renate Loll: Quantum Gravity, or The Art of Building Spacetime. In: Oriti (Hrsg.): Approaches to Quantum Gravity. Cambridge University Press, Preprint 2006.
• Jan Ambjørn, Jerzy Jurkiewicz, Renate Loll: The universe from scratch. In: Contemporary Physics. Band 47, 2006, S. 103–117.
• Discrete Approaches to Quantum Gravity in four dimensions. In: Living Reviews in Relativity. 1998.
• Gauge Theory and Gravity in the Loop Formulation. In: Jürgen Ehlers (Hrsg.): Canonical Gravity: From Classical to Quantum. In: Lecture Notes in Physics. Band 434, 1994, S. 254–288.

Weblinks

• Literatur von und über Renate Loll im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Homepage in Nijmegen
• Renate Loll in der Datenbank renommierter Wissenschaftlerinnen AcademiaNet (englisch)

Einzelnachweise

1. ↑ Hoogleraar theoretische fysica Renate Loll vertrekt uit Utrecht. Universiteit Utrecht, 4. April 2012.
2. ↑ J. Ambjorn, R. Loll: Nonperturbative Lorentzian Quantum Gravity, Causality and Topology Change. In: Nuclear Physics. B, Band 536, 1998, S. 407–434. (Arxiv)
3. ↑ J. Ambjorn, J. Jurkiewicz, R. Loll: Reconstructing the Universe. In: Physical Review. D, Band 72, 2005, S. 064014.
4. ↑ J. Mihailo Djordjevic, Igor Prlina, Marko Vojinovic: Minkowski metric signature as a statistical prediction of piecewise-flat quantum gravity In: General Relativity and Quantum Cosmology, 22. Oktober 2026 (Arxiv)