Descripción del proyecto
La búsqueda de campos cósmicos podría tener implicaciones para la física más allá del modelo estándar
Las cuerdas cósmicas son defectos teóricos unidimensionales en el tejido del espacio-tiempo, predichos por extensiones del modelo estándar. Estas cuerdas podrían emitir ondas gravitatorias detectables. Si están presentes, estas ondas podrían ser observadas por experimentos actuales y futuros como LIGO-Virgo-KAGRA (LVK, por sus siglas en inglés), LISA y el telescopio Einstein. La detección de cuerdas cósmicas proporcionaría conocimientos relevantes para la física más allá del modelo estándar y revelaría nuevos campos fundamentales. Los métodos actuales de búsqueda de cuerdas cósmicas a partir de datos LVK se basan en la aproximación Nambu-Goto, que es inexacta en regiones de alta curvatura donde se emiten ondas gravitatorias fuertes. En el proyecto GWStrings, financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie, se generarán formas de onda precisas para configuraciones de cúspides de cuerdas cósmicas utilizando la relatividad numérica que, a continuación, se compararán con modelos analíticos para determinar su validez.
Objetivo
Cosmic strings are motivated by simple extensions to the Standard Model of particle physics (BSM), including dark matter axion models (axion cosmology), superstring theory and grand unified theories. If present, cosmic strings will radiate gravitational waves (GWs) which could be detected by current and future GW experiments, such as LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), LISA and the Einstein Telescope. Detection or bounds placed on cosmic strings provide deep insight into BSM particle physics models, and are a potential discovery channel for new fundamental fields.
Searches for cosmic strings in LVK data have to date used analytic waveforms predicted using the Nambu-Goto (NG) approximation. This is problematic, as the NG model is known to be inaccurate in precisely the high-curvature regions from which the strongest GW signals are emitted. These waveforms have never been verified by numerical simulation, so current matched template searches may not provide useful information or constraints. GWStrings will address this by producing the first waveforms for cosmic string cusp configurations in full numerical relativity (NR) and using them to perform a matched template search in the LVK data. GWStrings will also match these waveforms to current analytic models to determine their validity. Simulations will be implemented using the adaptive mesh refinement (AMR) NR code, GRChombo.
GWStrings will require crucial input from researchers in two key areas: theoretical understanding of fundamental fields in the strong gravity regime, and GW source modelling and data analysis. The first will be provided through a secondment at Sapienza University of Rome in the world-leading gravity theory group of Prof Paulo Pani. The second will be provided by GRAPPA, the host institute, whose foundational focus lies in connecting astroparticle physics, gravitational physics and cosmology, where the project supervisor Prof Samaya Nissanke, an internationally-recognised GW data analysis expert.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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- ciencias naturalesinformática y ciencias de la informaciónciencia de datos
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
1012WX Amsterdam
Países Bajos