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The gravitational S-matrix: from theory to experiment

Descrizione del progetto

Ridefinire la comprensione delle onde gravitazionali

Le onde gravitazionali, increspature nello spaziotempo causate dalle collisioni tra buchi neri e stelle di neutroni, hanno fornito agli scienziati un nuovo potente modo di studiare l’Universo; ciononostante, per trarne il massimo vantaggio, i ricercatori hanno bisogno di modelli più accurati del modo in cui questi oggetti massicci si comportano e interagiscono. Il progetto GravitaS, finanziato dal CER, si prefigge di utilizzare i metodi della fisica delle particelle, in particolare le ampiezze di diffusione (che descrivono il modo in cui le particelle interagiscono), per comprendere il moto dei sistemi binari in maniera migliore. Mettendo in connessione idee provenienti dalla ricerca sulle onde gravitazionali e dalla teoria quantistica dei campi, GravitaS migliorerà il modo in cui interpretiamo i segnali provenienti dai rivelatori attualmente impiegati e da quelli più avanzati che verranno in futuro.

Obiettivo

Recent insights into the gravitational S-matrix, which describes the scattering of gravitating particles, have lead to a breakthrough in the perturbative understanding of the two-body problem in General Relativity, with direct relevance to gravitational wave physics. Such advances have been enabled by the methods of scattering amplitudes and effective field theory, originally developed in the context of particle and collider physics. Despite recent progress, a formalism to extract the dynamics of inspiralling compact binaries from scattering amplitudes is still lacking, in order for the results of this program to be fully implemented in the analysis of gravitational wave data. Furthermore, the advent of space-based detectors will enable the observation of extreme-mass-ratio binary systems, and push gravitational wave astronomy into the strong-field regime not amenable to traditional perturbative methods.

We propose to address these challenges by breaking new ground and extending the reach of the gravitational S-matrix program by integrating insights from gravitational self-force theory, which solves the dynamics order-by-order in the mass ratio of the binary. We focus on three objectives:

1. Use the scattering of gravitational waves off a compact objects to extract universal predictions and extend the methods of scattering amplitudes beyond the weak-field regime.
2. Develop a new approach to predicting the scattering dynamics of extreme-mass-ratio binaries leveraging recent advances in scattering amplitudes and self-force theory.
3. Design a framework to translate observables from the scattering of binaries to the bound dynamics relevant for experiment, utilizing insights from effective field theory.

The successful completion of this program will fundamentally reshape our understanding of gravitational scattering and the dynamics of compact binary systems, and revolutionize our ability to make predictions for current and future gravitational wave observatories.

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.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2025-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

INSTITUT DES HAUTES ETUDES SCIENTIFIQUES
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 498 875,00
Indirizzo
ROUTE DE CHARTRES 35
91440 Bures Sur Yvette
Francia

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PMI

L’organizzazione si è definita una PMI (piccola e media impresa) al momento della firma dell’accordo di sovvenzione.

Regione
Ile-de-France Ile-de-France Essonne
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 498 875,00

Beneficiari (1)

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