Teoretisk højenergi, astropartikel og gravitationel fysik

Hovedretningerne indenfor vores forskning er:

Teoretisk partikelfysik:

Den teoretiske begrebsramme for partikelfysik er kvantefeltteori, hvor vi har flere eksperter i vores sektion. Vi undersøger spændende nye teoretiske metoder for at udregne spredningsomplituder som potentielt kan revolutionere vores forståelse af kvantefeltteori som en begrebsramme for partikelfysik, og som måske kan erstatte det med en helt ny formulering. Derudover bruger i disse og andre metoder til at undersøge fænomenologiske aspekter af partikelfysik til brug for forudsigelser i partikelacceleratorer.

Tyngdekraften, gravitationelle bølger og sorte huller:

Einsteins almene relativitetsteori beskriver tyngdekraften. Den forklarer fascinerende fænomener såsom sorte huller og gravitationelle bølger. Vi undersøger nye teknikker til at udregne gravitationelle bølger ved brug af spredningsamplituder fra partikelfysik. Dette er vigtigt for fremtidige målinger af gravitationelle bølger. Vi undersøger mulige viderudviklinger af den almene relativitetsteori (f.eks. højere dimensioner, med kosmologisk konstant, og ikke-relativistisk geometri) og korrespondancer mellem tyngdekraften og hydrodynamik. For sorte huller forsker vi også i teoretiske aspekter af astrofysiske fænomener såsom astrofysiske jets og sorte hullers skygger.

Teoretisk højenergifysik:

I teoretisk højenergifysik studerer vi naturens mest fundamentale byggesten. Det centrale mål er at forene den almene relativitetsteori med kvantefeltteori, altså teorien for tyngdekraften med teorien for partikelfysik. En meget succesfuld og moderne ide for hvordan man kan gøre dette hedder det holografiske princip, særligt som formuleret af den såkaldte AdS/CFT korrespondence. Denne korrespondence er formuleret ved brug af strengteori og M-teori. Vi har flere eksperter i vores sektion som arbejder på disse og relaterede emner. Blandt de emner vi forsker i er kvantegravitation, sorte hullers kvantemekaniske natur og integrable modeller.

Astropartikelfysik:

I astropartikelfysik ligger vores interesser i krydsfeltet mellem fundamental fysik, astrofysik og kosmologi. Vi fokuserer på svagt vekselvirkende partikler såsom neutrinoen, samt på kosmiske stråler og gammastråler. Disse partikler bliver til overflod produceret i astrofysiske begivenheder med høj energi, som tæller supernovaer, kollisioner af neutronstjerner og aktive galaktiske kerner, samt også det tidlige univers. Vores mål er at forstå bedre disse partikler, og bruge dem som redskab til at undersøge de hidtil ukendte sider af en række astrofysiske og kosmologiske fænomener.  

Kosmologi:

Kosmologi er fysikken for de største afstande i vort univers. Dette er tæt forbundet med universets oprindelse, og dermed også til partikel og højenergifysik. Vi fokuserer særligt på målingerne af den kosmiske mikrobølgebaggrund som kan give os et billede af hvordan universet så ud, kort efter det født.