Projektbeschreibung
Präzisionsberechnungen von Quarkmaterie unter den Bedingungen im Inneren von Neutronensternen
Bei normalen Temperaturen bindet die starke Kraft Quarks und Gluonen fest zu Protonen und Neutronen – ein Phänomen, das als Confinement (Einschluss) bezeichnet wird. Ob unter extremen Temperatur- und Dichtebedingungen wie im frühen Universum oder in Neutronensternen dekonfinierte Quarkmaterie (isolierte Quarks) existiert, ist nach wie vor eine zentrale offene Frage. Zu ihrer Beantwortung ist die perturbative thermische Quantenchromodynamik erforderlich, ein theoretischer Rahmen, der Näherungsverfahren (Störungsrechnungen) anwendet. Die dafür notwendigen Berechnungen fehlen jedoch bislang. Das vom Europäischen Forschungsrat geförderte ExPertQCD-Projekt zielt darauf ab, die „Loop-Tree-Duality“ anzuwenden, um bislang unmögliche Vier-Schleifen-Berechnungen der Zustandsgleichung von Quarkmaterie durchzuführen. Diese Präzisionsberechnungen könnten die Beschreibungen des frühen Universums erheblich voranbringen und Einblicke in neue Physik jenseits des Standardmodells liefern.
Ziel
Predicting the thermodynamic and transport properties of strongly interacting matter at the highest densities in the present-day Universe is a pressing challenge bridging modern particle and astrophysics. Determining whether deconfined Quark Matter (QM), the high-density counterpart of the Quark-Gluon Plasma created in heavy-ion collisions, exists or forms in Neutron Stars (NSs) and their mergers would be a landmark result. However, this task is severely complicated by the Sign Problem of lattice QCD, preventing the direct use of nonperturbative methods.
The ExPertQCD project will significantly advance our quantitative understanding of deconfined QM in NS conditions by employing cutting-edge perturbative thermal field theory methods. A critical challenge is the need for high-precision perturbative QCD calculations of the four-loop Equation of State (EOS) for both cold and warm QM, along with an accurate determination of the QM bulk viscosity. These milestone results will greatly improve the precision with which we understand the properties of NS matter and provide first-principles input for modern NS merger simulations.
To achieve these goals, the project will overcome limitations of traditional perturbative techniques. The key innovation lies in applying Loop Tree Duality (LTD), a powerful algorithmic method from collider physics, to address computations with nonzero chemical potentials and temperatures. This method enables the treatment of all thermal Feynman diagrams up to the four-loop order, previously considered impossible to evaluate.
By pushing the limits of perturbative thermal field theory with LTD, the project has the potential to significantly advance the description of early-Universe thermodynamics and thermal particle production rates. These advances could yield the most accurate predictions of strong phase transitions, critical for gravitational wave analysis in future experiments like LISA, and improved calculations of beyond Standard Model rates.
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. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Naturwissenschaften theoretische Physik Teilchenphysik Teilchenbeschleuniger
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Astronomie beobachtende Astronomie Gravitationswellen
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Astronomie Stellarastronomie Neutronenstern
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Astronomie Astrophysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften theoretische Physik Teilchenphysik Quarks
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
20014 Turku
Finnland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.