Descrizione del progetto
Misurazioni delle onde gravitazionali decodificano gli eventi dell’universo primordiale
La scoperta delle onde gravitazionali da parte di LIGO e Virgo ha aperto nuove possibilità di esplorazione dell’universo. I rivelatori spaziali, come quelli della missione LISA, offrono la possibilità di utilizzare queste onde per studiare la fisica delle particelle al di là del modello standard. LISA si concentra sulle transizioni di fase del primo ordine, che potrebbero essere un segno di una nuova fisica non spiegata dal modello standard. Il progetto CoCoS, finanziato dal CER, mira a creare calcoli altamente accurati delle onde gravitazionali provenienti da queste transizioni, utilizzando simulazioni informatiche avanzate. Studiando come le bolle si formano e si scontrano durante le transizioni di fase, CoCoS migliorerà la nostra comprensione dell’universo primordiale. Questa ricerca integrerà i progetti in corso con l’LHC ad alta luminosità e con LISA.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
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