Gravità quantistica e semiclassica, buchi neri e cosmologia

In assenza di una  teoria unificata delle interazioni fondamentali, i sistemi fisici ad alcune scale di energia ragionevoli in astrofisica e cosmologia possono essere studiati mediante l'approccio semiclassico alla gravità. La gravità è descritta dalla relatività generale mentre la materia è descritta per mezzo della teoria dei campi quantistici, che svolge il ruolo di sorgente gravitazionale.
Si possono usare questi metodi per studiare sia la fisica dei buchi neri che la cosmologia. Le direzioni principali della ricerca sono le seguenti:

  1. Cosmologia inflazionistica e anisotropia della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMBR). L'inflazione è una pietra miliare della cosmologia moderna che risolve molti problemi della teoria del Big Bang dell'universo caldo. Le anisotropie del CMBR rappresentano uno strumento unico per lo studio della fisica dell'universo primordiale, soprattutto alla luce di esperimenti come Planck.
  2. Collasso gravitazionale, fisica trans-planckiana e buchi neri. Nuovi e importanti effetti possono comparire quando si tiene conto della natura quantistica del processo del collasso gravitazionale. Le energie trans-planckiane possono apparire nel processo di evoluzione dei buchi neri e possono svolgere un ruolo importante nella cosmologia inflazionistica e nello studio della radiazione di Hawking.
  3. Dimensioni extra. Alla fine degli anni novanta sono stati suggeriti alcuni modelli con dimensioni extra, in cui i campi del Modello Standard sono confinati su una brana quadridimensionale, mentre la gravità vive nello spaziotempo con più dimensioni - bulk. Una delle loro previsioni è la possibilità dell'esistenza di buchi neri con masse accessibili per i moderni acceleratori.

Collaborazioni: L.D. Landau Institute for Theoretical Physics, Mosca, Lebedev Physics Institute, Mosca, M.V. Università Lomonosov, Mosca, Istituto congiunto per la ricerca nucleare, Dubna, Università di Los Angeles, Università di Francoforte, Università di Colonia, Università di Amburgo, Università di Ginevra.

Membri dello staff DIFA

Roberto Casadio

Professore associato

Alexandr Kamenchtchik

Professore ordinario

Alessandro Tronconi

Tutor didattico

Altri membri

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