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Axions Across Spacetimes: from Holography to Cosmology through the Landscape

Description du projet

Comprendre le rôle des axions dans la cohérence théorique

Les axions sont des particules pseudo-scalaires qui jouent un rôle essentiel dans plusieurs extensions du modèle standard et revêtent une importance particulière en gravité quantique et en cosmologie. Pourtant, aucune justification convaincante de leur existence n’a encore été avancée. Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet ACROSS vise à faire progresser l’étude des axions et de leur couplage à l’espace–temps, en mettant l’accent sur leur importance du point de vue de la cohérence théorique. Grâce à la théorie quantique des champs, aux techniques holographiques et aux compactifications de cordes, il explorera les propriétés des axions dans le contexte de la dualité AdS/CFT et dans l’espace–temps de de Sitter. Les résultats seront utiles pour le paysage de la théorie des cordes et la gravité quantique, et serviront à la fois des objectifs théoriques et expérimentaux.

Objectif

Axions are pseudoscalar particles described by a periodic field, so that a shift symmetry protects their masses. They play a central role in many extensions of the Standard Model, with implications for quantum gravity, cosmology and experimental physics. As such, axion physics is ideally situated at the crossroad of fundamental theory, particle phenomenology, and experiments. Despite their growing relevance, a first-principles explanation for the presence of axions is still lacking. ACROSS aims to take crucial steps towards a deeper understanding of axions, their interplay with the background spacetimes and the necessity of their presence as an inevitable consequence for consistency, if any. Can we argue on general and model-independent grounds that an axion should exist in our Universe? Given the significant experimental effort underway to detect axions, answering this question is both timely and essential. This project will integrate tools from quantum field theory in curved spacetimes, holography and string compactifications to investigate the nature of axions. Special emphasis will be placed on their behaviour within the AdS/CFT correspondence and in de Sitter spacetime. The findings will be contextualized within the landscape of string theory vacua, and broader quantum gravity considerations, ultimately informing both theoretical and experimental communities, offering guidance for ongoing axion searches.
ACROSS will be hosted by Harvard University (outgoing phase), with a return phase at Scuola Normale Superiore in Pisa. The Fellowship will support advanced training and establish international collaboration, laying the foundation for a lasting European research programme on axions in curved backgrounds. By bridging multiple disciplines, ACROSS will deepen our understanding of axions as fundamental elements in theoretical physics and provide a novel framework for assessing their presence—or absence—in quantum gravity and, ultimately, in our Universe.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinateur

SCUOLA NORMALE SUPERIORE
Contribution nette de l'UE
€ 396 991,08
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)