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

Descrizione del progetto

Comprensione della teoria di gauge, delle teoria sulla gravità e di teorie efficaci attraverso ampiezze di diffusione

Le ampiezze di diffusione forniscono informazioni importanti sulla coerenza quantistica della gravità perturbativa e della teoria dei campi quantistici. Il controllo preciso delle proprietà fisiche e matematiche delle ampiezze di diffusione può aiutare gli scienziati a comprendere le interazioni fondamentali e la struttura dello spazio e del tempo. A tal fine, il progetto UNISCAMP, finanziato dall’UE, si propone di affrontare le previsioni in teorie di gauge, teorie sulla gravità e teorie efficaci. Lo farà calcolando e rappresentando in modo compatto ampiezze di diffusione e decodificando le loro strutture e simmetrie nascoste. Il progetto si propone inoltre di individuare i principi unificanti che collegano una vasta gamma di teorie dei campi e delle stringhe. Approfondirà ulteriormente l’espansione a bassa energia delle ampiezze di stringa multiloop ed estrarrà uno schema organizzativo per integrali iterati su superfici di Riemann di genere più elevato.

Obiettivo

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.

Meccanismo di finanziamento

ERC-STG - Starting Grant

Istituzione ospitante

UPPSALA UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 1 425 000,00
Indirizzo
VON KRAEMERS ALLE 4
751 05 Uppsala
Svezia

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Regione
Östra Sverige Östra Mellansverige Uppsala län
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 425 000,00

Beneficiari (1)