Izvor nevtrinskih mas: od trkalnikov do gravitacijskih valov
Oznaka in naziv projekta
J1-4389 Izvor nevtrinskih mas: od trkalnikov do gravitacijskih valov
J1-4389 Neutrino mass origin: from colliders to gravitational waves
Logotipi ARRS in drugih sofinancerjev
Projektna skupina
Vodja projekta: Prof. Dr. Miha Nemevšek
Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS
- Institut "Jožef Stefan"
- Fakulteta za matematiko in fiziko, Univerza v Ljubljani
- CERN
- University of Aveiro
- Fermilab, Chicago
- L'Aquila university
- SISSA and IFPU, Trst
- The Hebrew University of Jerusalem
Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS
- Miha Nemevšek
- Lorenzo Ubaldi
- Borut Bajc
- Marco Matteini
- Yutaro Shoji
Vsebinski opis projekta
Predlog NuPhaseGW obravnava dva glavna izziva v temeljni znanosti o osnovnih interakcijah: iskanje nove fizike na trkalnikih in natančna karakterizacija faznih prehodov prvega reda in nastalih gravitacijskih valov (GW).
Ti dve temi sta v ospredju trenutnega zanimanja in bosta obravnavani hkratno, z vzpostavljanjem in poudarjanjem medsebojnih povezav znotraj teoretičnih okvirov, ki jih motivira obstoj nevtrinskih mas. Takšne interdisciplinarne študije med visokoenergijskimi trkalniki in kozmologijo, so izjemne in NuPhaseGW bo dvignil raven raziskav na obeh področjih s predlaganjem in dopolnjevanjem novih in izvirnih idej.
Vsaka tema ima poseben delovni paket: prvi (WP1) za trkalnike in drugi (WP2) za kozmologijo. Teme v WP1 so nadaljno ločene na študije o trenutnih iskanjih in prizadevanjih v LHC in na prihodnje trkalnike (ena naloga za leptonske in druga za hadronske stroje). Projekt NuPhaseGW bo izkoristil obstoječe strokovno znanje in zagotovil nov vpogled v fiziko nevtrinskih mas na LHC ter podrobno preučil možnosti za prihodnje trkalnike. Nekateri predlaga signali so edinstveni bodisi zaradi večje svetilnosti, čistega okolja pri leptonskih trkalnikih, bodisi zaradi povečane energije in večjega dosega 100 TeV naprav.
V okviru projekta NuPhaseGW bo medsebojno delovanje med iskanji na trkalnikih in faznimi prehodi/proizvodnjo GW vzpostavljeno v okviru teorij nevtrinskih mas. Ekipa na IJS je ustvarila izvirno, robustno in splošno uporabno orodje FindBounce, ki ga skupnost že uporablja pri izračunih faznih prehodov. Ta pristop se bo nadalje posplošil za popravke na eni zanki. Na podlagi strokovnega znanja bo projekt okrepil teoretično podlago obravnave faznih prehodov, motiviranih z nevtrinskimi masami, in uvedel novo dobo natančnosti in zanesljivosti za izračun razpadne širine lažnega vakuuma in s tem nadaljnih napovedi GW spektrov.
Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.
Faze projekta in opis njihove realizacije
- Nove strategije in iskanja na LHC: preiskovanje pokritja iskanj dodatnih skalarjev, ki so prisotni v gugalničnem mehanizmu tipa II in v LRSM. Gradili bom na obstoječem strokovnem znanju in na nedavno razviti UFO datoteki. Cilj je zagotoviti celovito študijo z obširno obravnavo občutljivosti in dokončnega odgov ora glede dovoljenega parametričnega prostora, ki ga še dovoljujejo obstoječa iskanja.
- Modeli nevtrinskih mas na bodočih trkalnikih: posamezne točke 2. cilja so razdeljene v dve širši kategoriji. Prva je namenjena leptonskim trkalnikom (FCC-ee, CLIC, mionski trkalnik), druga pa prihajajočim hadronskim napravam (FFC-hh, CEPC).
- Univerzalne funkcionalne determinante: tretja faza naslavlja obstoječa teoretična ozka grla, ki ovirajo natančne napovedi za razpadno širino lažnega vakuuma. Osredotočili se bomo na predfaktor in kvantne/termične fluktuacije na eni zanki.
- Gravitacijski valovi v modelih nevtrinskih mas: četrta faza zadeva fenomenološke implikacije, povezane s proizvodnjo GW v modelih z masivnimi nevtrini, kar vključuje gugalnični mehanizem tipa II, LRSM, B-L modele in model temne snovi Inertni Higgsov dublet.
- Ne-vzpostavitev simetrije: znotraj pete faze bomo našli nove UV-kompletne sisteme z ne-obnovljeno simetrijo in med drugim napadli nekatera od vprašanj kot so vztrajnost fiksnega kroga na poljubni višji zanki, perturbativen primer asimptotično varne teorije in povezava z idejo mehke gravitacije.