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The Quantum Gravity Imprint: New Guiding Principles at Low Energies

Descripción del proyecto

Unificación de las teorías de campo efectivo con la gravedad cuántica a altas energías

La física cuántica y la teoría de la relatividad general de Einstein son los dos pilares principales que sustentan gran parte de la física moderna. Las teorías cuánticas de campo ordinarias, que combinan la teoría de campo clásica, la relatividad especial y la mecánica cuántica, constituyen una excelente aproximación a la hora de describir el comportamiento de las partículas microscópicas en campos gravitatorios débiles. Sin embargo, a altas energías, no toda teoría cuántica de campos puede asociarse de forma consistente a la gravedad a nivel cuántico, a menos que satisfaga algunas condiciones adicionales conocidas como «imitaciones del programa Ciénaga». El objetivo del proyecto QGuide, financiado con fondos europeos, es determinar las restricciones que impone la gravedad cuántica a bajas energías. Los investigadores descubrirán los principios fundamentales que subyacen a las conjeturas del Ciénaga y buscarán nuevas restricciones universales en el contexto de la teoría de cuerdas. Esto puede tener profundas implicaciones para la física de partículas y la cosmología, al proporcionar nuevos principios rectores para el progreso de la física de alta energía.

Objetivo

What are the constraints that a low energy Effective Field Theory must satisfy to be consistent with a Quantum Gravity description at higher energies? Can we determine these constraints in a precise way and use them as new guiding principles to progress in High Energy Physics? Recently, novel quantum gravity criteria have been proposed that imply non-trivial constraints on models of Particle Physics and Cosmology and can provide the missing piece to solve the long-standing naturalness issues observed in our universe. However, none of these so-called Swampland constraints have been completely proven yet; and often, they even lack a precise formulation.
The goal of my proposal is to determine the constraints that Quantum Gravity imposes at low energies by uncovering the fundamental principles underlying the Swampland conjectures and looking for new universal constraints in the context of string theory. To achieve this goal, I propose a novel approach based on cutting-edge mathematical techniques of algebraic geometry and the topological cobordism groups that extend the notion of symmetry. Each conjecture will be subject to scrutiny such that it gets either disproven or promoted to a sharp statement in the realm of well-established string compactifications. Specific goals include an in-depth analysis of the mechanisms by which string theory avoids new classes of generalised global symmetries, a complete classification of the field spectra emerging at the large field limits of flat space string compactifications, developing new methods to study the scalar potential at the large field limits and determining whether supersymmetry is a necessary condition to ensure vacuum stability. These new quantum gravity constraints will trigger a revolution in our understanding of the Quantum Gravity imprint at low energies, addressing questions about axions, neutrino masses, inflation, hierarchy problems, weakly coupled charged matter and the accelerated expansion of the universe.

Institución de acogida

ORGANISATION EUROPEENNE POUR LA RECHERCHE NUCLEAIRE
Aportación neta de la UEn
€ 780 750,00
Dirección
ESPLANADE DES PARTICULES 1 PARCELLE 11482 DE MEYRIN BATIMENT CADASTRAL 1046
1211 GENEVE 23
Suiza

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Región
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Genève
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
€ 780 750,00

Beneficiarios (2)