Projektbeschreibung
Kosmische Phasenübergänge nachbilden, um das frühe Universum zu verstehen
Das Standardmodell der Teilchenphysik ist zwar elementar für Materie und Kräfte, für die extremen Bedingungen des frühen Universums aber ungeeignet. Aufgrund der hohen Temperaturen und Dichten können die Aussagen der Theorie, insbesondere über die Anfänge des Universums, nur schwer geprüft werden. Bei aktueller Forschung wird mit Gravitationswellen nach Rückständen dieser ursprünglichen Bedingungen gesucht. Um diese Relikte zu verstehen, sind jedoch ausgefeilte Simulationen notwendig. Daher werden im ERC-finanzierten Projekt CoStaMM bahnbrechende Simulationen heißer, stark interagierender Materie nach der Feldtheorie auf dem Gitter durchgeführt. Mit fortschrittlichen Algorithmen und maschinellem Lernen wird das CoStaMM-Team das Wissen zu kosmologischen Phasenübergängen und ihren Signaturen auf Gravitationswellen vertiefen und so ein klareres Bild der Entwicklung des frühen Universums schaffen.
Ziel
The Standard Model of particle physics is the theory of the strong, electromagnetic and weak interactions, describing the elementary particles of nature at microscopic length scales. The precise theoretical predictions of the Standard Model are put to the test in contemporary and future high-energy particle collider experiments. Besides explaining matter around us in the present, the Standard Model also predicts the distant past of our Universe, by describing the behavior of particles at temperatures as high as it used to be just fractions of seconds after the Big Bang. The relics of the cosmological phase transitions in this era of our Universe are actively sought
for via their gravitational wave signatures in current and future observatories.
Most of the relevant features of hot Standard Model matter are non-perturbative, implying that a first-principles treatment is only possible via computer simulations of the underlying field theories on space-time lattices. This proposal will use such large-scale lattice field theory simulations to determine the properties of cosmological phase transitions and thus significantly improve our understanding of how the early Universe cooled down and became the world that we know today.
Specifically, we will perform the first full physical simulations of hot, electrically charged strongly interacting matter. We will also substantially improve on existing calculations of the weak and electromagnetic interactions at high temperature. The computational effort of the combined treatment of these forces is immense – we will overcome these challenges by employing optimized algorithms and cutting-edge technologies including machine learning methods. For both systems, we will determine the nature of the high-temperature transition and analyze the induced gravitational wave spectrum. Our results will provide the most accurate description of Standard Model matter in the early Universe.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
1053 Budapest
Ungarn