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The Bootstrap Program for Quantum Field Theory

Projektbeschreibung

Neue Erkenntnisse über Teilchenwechselwirkungen ohne vereinfachte Symmetrien

Die Quantenfeldtheorie ist für das Verständnis des Universums von grundlegender Bedeutung, aber es fehlt noch immer an einer geeigneten mathematischen Struktur, was insbesondere für stark wechselwirkende Teilchensysteme gilt. Eine große Herausforderung stellt das Verständnis der Streuungsamplituden dar, die beschreiben, wie Teilchen zusammenstoßen und miteinander wechselwirken, da es kein klares Rahmenwerk zu ihrer Untersuchung gibt. Konforme Feldtheorien sind zwar mit speziellen Werkzeugen wie der Operator-Produkt-Erweiterung weiterentwickelt worden, aber diese Methoden beruhen auf konformer Symmetrie, einer seltenen Eigenschaft, die nur in speziellen Fällen gilt. Das Team des ERC-finanzierten Projekts QFTinAdS wird zwei vielversprechende Ansätze erkunden: die Untersuchung von Quantenfeldtheorien in einem gekrümmten Raum, dem sogenannten Anti-de-Sitter-Raum, und den Einsatz einer numerischen Methode, dem sogenannten S-Matrix-Bootstrap-Verfahren, das Teilchenwechselwirkungen vorhersagt und einschränkt. Aus der Kombination dieser Methoden könnten sich neue Erkenntnisse über das Verhalten von stark wechselwirkenden Teilchen ableiten lassen.

Ziel

The importance of quantum field theory (QFT) in modern theoretical physics is hard to overstate. Nevertheless a proper mathematical framework to describe field theories is still lacking. This is felt most concretely in the world of scattering amplitudes, whose general properties are difficult to define from existing axioms. This hampers our ability to make progress in understanding strongly coupled field theories.

In contrast, for conformal field theories (CFTs) there has been remarkable progress in recent years. The key ingredient here is the operator product expansion, which both significantly constrains correlation functions and whose associativity conditions can be analyzed numerically. These techniques are however only suitable for theories with a conformal symmetry, which normally only emerges at the endpoints of finely tuned RG flows.

To advance the non-perturbative understanding of strongly coupled non-conformal QFTs new methods are needed. Among other things it is imperative to grasp the non-perturbative structure of scattering amplitudes. I propose to follow two interlinked paths based on recent results. The first approach concerns the flat-space limit of a QFT in a fixed hyperbolic background known as Anti de-Sitter (AdS) space. The second approach can be called the numerical S-matrix bootstrap. Both approaches hold great promise, but by pursuing them jointly I will be able to optimally leverage insights from one approach into the other.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

ECOLE POLYTECHNIQUE
Netto-EU-Beitrag
€ 1 930 051,00
Adresse
ROUTE DE SACLAY
91128 PALAISEAU CEDEX
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 930 051,25

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