Exakta metoder för kvantfält

Projekttitel: Exakta metoder för kvantfält
Huvudsökande: Guido Festuccia, teoretisk fysik
Beviljade medel: 4 150 000 SEK för perioden 2025-2028

Fysik är det kvantitativa studiet av naturen, från de största skalorna, hela vårt observerbara universum, till de väldigt små längdskalorna; mellan de fundamentala beståndsdelarna av materian. En av de verktygen vi kan använda för att modellera naturen är kvantfältteori. Det är anmärkningsvärt att kvantfältteori kan användas för att kvantitativt beskriva så vitt skilda fenomen som interaktionen mellan fundamentala partiklar vid acceleratorexperiment, hur system inom fasta materians fysik beter sig, samt fluktuationerna i den kosmiska bakgrundsstrålningen.

Även om vi kan använda kvantfältteorier i många olika sammanhang, så saknar vi fortfarande en komplett förståelse av deras struktur, och deras dynamik är ofta mystisk.

Ett mål av detta projekt är att härleda nya exakta resultat i kvantfältteori. I mitt projekt kommer jag använda mig av supersymmetri. Det finns många orsaker varför supersymmetriska fältteorier är intressanta. Först, naturen själv kan vara supersymmetrisk. En andra orsak är att vi kan undersöka supersymmetriska teorier exakt även när de är starkt kopplade. Trots att de är enklare uppvisar de fortfarande diverse fenomen, som confinement, som vi vet äger rum i naturen.

Huvudidéen vi kommer använda för att analysera starkt kopplade supersymmetriska teorier är att placera dem på ett krökt rum. Intuitionen bakom detta angreppssätt är att genom att studera hur enkla observerbara kvantiteter beror på geometrin av rumtiden kan vi få nya insikter i de dynamiska egenskaperna hos teorierna vi studerar.

Projektet kommer tillhandahålla nya verktyg för att studera de dynamiska egenskaper av starkt interagerande kvantmekaniska system. Dessa kommer förbättra vår förståelse av kvantfältteori och hjälpa oss på vägen mot att förstå många fysikaliska system. Dessutom kommer projektet utforska nya samband mellan fysik och matematik. Historiskt sätt har sådana samband varit extremt hjälpsamma och lett till stora framsteg inom båda ämnen.