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The Quantum Gravity Imprint: New Guiding Principles at Low Energies

Descrizione del progetto

Riunire le teorie di campo efficaci con la gravità quantistica alle alte energie

La fisica quantistica e la teoria della relatività generale di Einstein sono i due pilastri principali su cui si basa gran parte della fisica moderna. Le teorie di campo quantistiche ordinarie, che combinano la teoria di campo classica, la relatività speciale e la meccanica quantistica, sono un’ottima approssimazione per descrivere il comportamento delle particelle microscopiche nei campi gravitazionali deboli. Alle alte energie, tuttavia, non tutte le teorie di campo quantistiche possono essere associate in modo coerente alla gravità a livello quantistico, a meno che non soddisfino alcune condizioni aggiuntive note come vincoli della palude (swampland). Il progetto QGuide, finanziato dall’UE, mira a determinare i vincoli che la gravità quantistica impone alle basse energie. I ricercatori scopriranno i principi fondamentali alla base dei vincoli della palude e cercheranno nuovi vincoli universali nel contesto della teoria delle stringhe. Ciò può avere profonde implicazioni per la fisica delle particelle e la cosmologia, fornendo nuovi principi guida per il progresso della fisica delle alte energie.

Obiettivo

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.

Istituzione ospitante

ORGANISATION EUROPEENNE POUR LA RECHERCHE NUCLEAIRE
Contribution nette de l'UE
€ 780 750,00
Indirizzo
ESPLANADE DES PARTICULES 1 PARCELLE 11482 DE MEYRIN BATIMENT CADASTRAL 1046
1211 GENEVE 23
Svizzera

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Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Genève
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 780 750,00

Beneficiari (2)