Description du projet
Des mesures d’ondes gravitationnelles décodent les événements de l’univers primordial
La découverte d’ondes gravitationnelles de LIGO et Virgo a ouvert de nouvelles possibilités d’exploration de l’univers. Les détecteurs spatiaux, tels que la mission LISA, permettent d’utiliser ces ondes pour étudier la physique des particules au-delà du modèle standard. LISA se concentre sur les transitions de phase du premier ordre, qui pourraient être le signe d’une nouvelle physique que n’explique pas le modèle standard. Le projet CoCoS, financé par le CER, entend calculer avec une grande précision les ondes gravitationnelles produites par ces transitions à l’aide de simulations informatiques avancées. En étudiant la façon dont les bulles se forment et entrent en collision durant les transitions de phase, CoCoS améliorera notre compréhension de l’univers primordial. Cette recherche appuiera les projets menés avec le LHC à haute luminosité et LISA.
Objectif
The discovery of gravitational waves by the LIGO and Virgo collaborations opened a new window to the Universe. Space-based gravitational wave detectors, such as the LISA mission, enable an exciting opportunity: using gravitational waves from the very early Universe in the search for beyond-the-Standard-Model (BSM) particle physics.
The LISA science case identifies first order phase transitions as the most promising source of cosmological gravitational waves. There are no phase transitions in the Standard Model, and observation of a phase transition would be revolutionary: a direct signal of BSM physics. It is absolutely necessary to have accurate and reliable theoretical control of the gravitational wave production in BSM phase transitions in order to fully realize the science potential of the observations.
The overarching goal of CoCoS is to calculate, for a given BSM theory, the resulting gravitational wave power spectrum to 10--20% accuracy. This is more than an order of magnitude better than the current state of the art, where accuracy is limited by uncertainties inherent in standard perturbative approaches. In CoCoS these problems are avoided by using several novel and state-of-the-art simulation techniques.
A first order phase transition in the early Universe proceeds through supercooling, critical bubble nucleation, and growth and collision of the bubbles. Bubbles cause pressure waves, shocks and turbulence, which remains long after the transition has completed and create gravitational waves. In CoCoS the stages of the phase transitions are studied with innovative computational methods: effective field theory approach, which optimally combines perturbation theory and lattice simulations, and state-of-the-art viscous relativistic hydrodynamics.
The high-luminosity LHC and LISA will be operational at the same time, searching for complementary aspects of new physics. The accuracy reached in CoCoS is necessary to fully utilize this synergy.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Appel à propositions
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