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The unity of scattering amplitudes: gauge theory, gravity, strings and number theory

Descripción del proyecto

Un conocimiento más profundo de la teoría de gauge, la gravedad y las teorías efectivas a través de las amplitudes de dispersión

Las amplitudes de dispersión proporcionan información importante sobre la consistencia cuántica de la gravedad perturbadora y la teoría cuántica de campos. El control preciso de las propiedades físicas y matemáticas de estas amplitudes puede ayudar a los científicos a comprender las interacciones fundamentales y la estructura del espacio-tiempo. Con este fin, el proyecto UNISCAMP, financiado con fondos europeos, pretende abordar las predicciones en las teorías de gauge, la gravedad y las teorías efectivas. Para ello, computará y representará de forma compacta las amplitudes de dispersión y descodificará sus estructuras y simetrías ocultas. El proyecto también tiene por objeto determinar los principios unificadores que conectan una amplia gama de teorías de campo y de cuerdas. Además, estudiará más a fondo la expansión de baja energía de las amplitudes de cuerda multilazo y extraerá un esquema de organización para integrales iteradas en superficies de Riemann de género superior.

Objetivo

Scattering amplitudes are central observables in quantum field theory and provide essential information about the quantum consistency of perturbative gravity. Precise control of the physical and mathematical properties of scattering amplitudes holds the key to long-standing questions on fundamental interactions and the structure of space and time. As a concrete leap in this direction, UNISCAMP addresses predictions in gauge theories, gravity and effective theories through

- the efficient computation and compact representation of scattering amplitudes and,
- decoding their hidden structures & symmetries and their rich web of connections.

String-theory methods will complement conventional approaches to scattering amplitudes, and I will combine the insights from

- the point-particle limit of superstrings & heterotic strings and,
- the recent ambitwistor strings which directly compute field-theory amplitudes.

Both of them naturally incorporate the double-copy relation between gauge-theory & gravity amplitudes and extend the framework to effective field theories describing pions and other low-energy states. It is a primary goal of UNISCAMP to pinpoint the unifying principles connecting a wide range of field and string theories. My expertise in both flavours of string theories will allow to optimally exploit their fruitful synergies and to depart from mainstream approaches.

Moreover, field- and string-theory amplitudes exhibit an intriguing mathematical structure: Their Feynman- and moduli-space integrals yield special functions such as polylogarithms which became a vibrant common theme of high-energy physics and number theory. As an interdisciplinary goal of UNISCAMP, I will

- investigate the low-energy expansion of multiloop string amplitudes and,
- extract an organizing scheme for iterated integrals on higher-genus Riemann surfaces.

These research objectives should benefit from my experience in collaborations with mathematicians.

Régimen de financiación

ERC-STG - Starting Grant

Institución de acogida

UPPSALA UNIVERSITET
Aportación neta de la UEn
€ 1 425 000,00
Dirección
VON KRAEMERS ALLE 4
751 05 Uppsala
Suecia

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Región
Östra Sverige Östra Mellansverige Uppsala län
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 425 000,00

Beneficiarios (1)