Nazwa Projektu: Pętlowa grawitacja kwantowa z polami materii: granica kontinuum i fenomenologia emergentna

Akronim Projektu: SONATA 19

Budżet Projektu: 677 280 PLN

Czas trwania projektu: 02.12.2024 - 01.12.2027

Kierownik Projektu: dr Mehdi Assanioussi

Opis Projektu:

Projekt „Pętlowa grawitacja kwantowa z polami materii: granica kontinuum i fenomenologia emergentna” dotyka jednego z głównych wyzwań stojących przed współczesną fizyką teoretyczną, jakim jest połączenie teorii względności, tj. klasycznej teorii oddziaływania grawitacyjnego, z zasadami mechaniki kwantowej. Ten złożony problem polega na szukaniu kwantowej teorii grawitacji, która w sposób spójny pozwala na sprzężenie grawitacji z polami materii modelu standardowego. Zapewnia kompletny opis systemów, w których grawitacja osiąga krytyczne skale, a efekty kwantowe nie mogą być ignorowane, na przykład w czarnych dziurach i we wczesnej fazie ewolucji Wszechświata. Taka teoria niewątpliwie zrewolucjonizowałaby nasze zrozumienie podstaw fizyki. Kierunek badań w tym zakresie znany jest jako kwantowa grawitacja.

Teoria wynikająca z programu pętlowej grawitacji ma bardzo solidne matematyczne podwaliny. Sugeruje ona, że zarówno przestrzeń jak i czas są skwantowane, a więc istnieją najmniejsze, niepodzielne fragmenty czasoprzestrzeni. Kilka kwestii pozostaje jednak nierozwiązanych. Najpoważniejszym problemem jest kwestia granicy kontinuum, czyli związku między kwantową teorią pola w ustalonej czasoprzestrzeni, a kwantową teorią grawitacji sprzężonej z polami materii. Zagadnienie to ma dużo analogii do prób połączenia klasycznej teorii dynamiki płynów i mechaniki kwantowej.

Ten projekt opiera się na dwóch głównych filarach. Pierwszy filar dotyczy badania półklasycznych i dynamicznych właściwości pewnych stanów spójnych w kontekście pętlowej grawitacji kwantowej oraz oceny możliwych powiązań między takimi spójnymi stanami i pojawieniem się efektywnej dynamiki w obrębie procesów gruboziarnistych. Celem będzie wykorzystanie tych wyników do skonstruowania procedury renormalizacji dla pętlowej kwantowej teorii grawitacji sprzężonej z polami materii. Drugi filar dotyczy badania fizycznych symetrii czasoprzestrzeni i pól materii w kowariantnych teoriach cechowania oraz ustalenia ich roli w kwantowej teorii grawitacji w połączeniu z polami materii, a także w ramach potencjalnego schematu renormalizacji, aby ostatecznie opracować skuteczne modele na podstawie teorii grawitacji kwantowej i wyprowadzić z niej fenomenologiczne konsekwencje.