Effective quantum gravity - Finanziamento dell’Unione Europea – NextGenerationEU – missione 4, componente 2, investimento 1.1.

La Gravità Quantistica è al centro dei problemi più stimolanti nella fisica teorica, come l'origine della costante cosmologica, la consistenza del limite di alte energie delle interazioni delle particelle elementari ed il paradosso dell'informazione dei buchi neri. Nonostante la teoria delle stringhe sia stata il quadro di riferimento più promettente per studiare questi problemi, stiamo ancora lavorando per identificare in modo univoco segnature caratteristiche della Gravità Quantistica nelle teorie effettive a bassa energia candidate. È quindi imperativo investigare possibili correzioni al limite della teoria dei campi delle varie incarnazioni della teoria delle stringhe a bassa energia, migliorando la comprensione della loro gamma di applicabilità. Proponiamo una combinazione di attività strettamente correlate volte a testare diversi limiti semiclassici della Gravità Quantistica. Ci concentreremo principalmente su aspetti peculiari della teoria delle stringhe, che caratterizzano in modo decisivo le modifiche delle teorie effettive corrispondenti: la stabilità classica e quantistica dei vuoti dove la supersimmetria è rotta, possibilmente da stringhe sorgenti; il ruolo delle brane e delle singolarità nella formazione della teoria effettiva; la derivazione delle teorie dei campi effettive per l'approssimazione del punto sella della funzione di partizione della Gravità Quantistica, utilizzando intuizioni fornite dalla dualità olografica. Affronteremo queste questioni da un nuovo punto di vista, basandoci sui risultati recenti del nostro team, proponendo progressi in queste aree, decisivi ma sufficientemente realistici da poter essere raggiunti nel periodo di durata del progetto. I tre leader delle Unità hanno dato contributi fondamentali alla ricerca nella teoria delle stringhe, nell'olografia e nella geometria correlata negli ultimi 20 anni. Membri del nostro team hanno recentemente aperto la strada allo studio di costruzioni olografiche che mostrano singolarità orbifold, oltre a formulare nuovi teoremi di energia positiva che sono fondamentali per valutare la stabilità non perturbativa dei vuoti delle stringhe. Questi risultati saranno la base per capire quali sono le modifiche alla geometria dello spazio-tempo compatibili con i nuovi ingredienti introdotti dalla teoria delle stringhe. Siamo stati anche i primi a utilizzare equazioni esatte del gruppo di rinormalizzazione per valutare il comportamento non perturbativo dei modelli effettivi a 4 dimensioni con supersimmetria rotta, mettendo in discussione la stabilità dell'innalzamento delle energie del vuoto delle antibrane nelle compatificazioni della teoria delle stringhe. Un'analisi più approfondita che includa una valutazione adeguata del contributo della forza gravitazionale fornirà informazioni chiave per decidere la fattibilità degli scenari di rottura della supersimmetria delle brane. Per perseguire le linee di ricerca proposte, abbiamo ideato una combinazione di tre Unità di ricerca, che includono esperti internazionali di spicco che hanno interagito in passato e che desiderano rafforzare la loro collaborazione. Abbiamo un track record molto solido di risultati innovativi, condividiamo un linguaggio comune e possediamo competenze complementari per garantire a questo progetto le migliori possibilità di successo.