Gravitazione e cosmologia

In assenza della verifica sperimentale di una teoria unificata di tutte le interazioni fondamentali, sistemi fisici a scale di energia tipiche in astrofisica e cosmologia possono essere studiati mediante l'approccio semiclassico: la gravità è descritta dalla Relatività Generale mentre la materia che ne è sorgente viene descritta dalle teorie quantistiche di campo. Questo metodo può servire a studiare sia la fisica dei buchi neri che modelli cosmologici, e costituisce il riferimento per costruire teorie effettive classiche o teorie completamente quantistiche della gravitazione, quali la teoria delle stringhe, ovvero formulazioni basate su teorie quantistiche di campo non perturbative e modelli corpuscolari.

Dettagli attività di ricerca in Cosmologia e Gravità nel sito web del gruppo teorico (in inglese). 

Attività

Teorie di campo quantistiche della gravitazione

Lo scopo principale di questo filone di ricerca è di studiare le interazioni gravitazionali a scale dove gli effetti quantistici non possono essere trascurati. Si seguono diversi approcci, quali teorie effettive della gravitazione a bassa energia; completezza ultravioletta;  teorie di gravità modificata; modelli corpuscolari; teorie di campo quantistico su spazio curvo e legami con modelli di stato condensato.

Cosmologia teorica

L’evoluzione dell’Universo dai primi istanti dopo il Big Bang, i) Modelli di inflazione cosmologica e radiazione cosmica di fondo; ii)  Modelli di energia oscura, teorie di gravità modificata e materia oscura iii) Cosmologia quantistica e studio delle singolarità cosmologiche; iv) Cosmologia di stringa con applicazioni a inflazione, reheating, materia, radiazione ed energia oscura; v) Produzione di buchi neri primordiali.

Fisica dei buchi neri e oggetti astrofisici compatti

Le interazioni gravitazionali in sistemi estremi quali i buchi neri sono studiate. In particolare, consideriamo modelli per la radiazione di Hawking;  formazione di orizzonti e radiazione di Hawking nel collasso gravitazionale di oggetti compatti  e risoluzione delle singolarità classiche e buchi neri quantistici regolari;  oggetti astrofisici esotici e sorgenti compatte in gravitazione quantistica post-Newtoniana.

Progetti e collaborazioni nazionali e internazionali

La ricerca in questa linea si inserisce anche nel quadro delle iniziative specifiche dell’ INFN: FLAG. ST&FI,   QUAGRAP.

A livello internazionale, segnaliamo le seguenti collaborazioni: Università del Sussex, UK, Università di Opava, CZ.  ABC Federal, BR, LMU, D,  ISS, RO, Bishop U., CA. Istituto Landau, Mosca, Istituto Lebedev, Mosca, JINR, Dubna, Università Lomonosov, Università di Colonia.

Membri dello staff DIFA

Roberto Balbinot

Professore associato confermato

Roberto Casadio

Professore associato

Michele Cicoli

Professore associato

Alexandr Kamenchtchik

Professore ordinario

Francisco Manuel Soares Verissimo Gil Pedro

Ricercatore a tempo determinato tipo b) (senior)

Studenti PhD e post-doc DIFA

Igor Broeckel

Dottorando