ENGINEERINGNET.BE - Ruimtetijd en quantummechanica bevinden zich in het hart van de natuurkunde, en hebben geleid tot succesvol begrip van de natuurwetten.
Men verwacht echter dat deze pijlers van de fundamentele natuurkunde slechts benaderingen zijn die uiteindelijk uit onderliggende concepten moeten voortkomen.
Recent zijn bijvoorbeeld nieuwe meetkundige vormen ontdekt, positieve geometrieën geheten, in de data die het verstrooien van elementaire deeltjes en de samenhangende posities van kosmologische structuren aan de hemel beschrijven.
“Het zijn de eerste concrete voorbeelden van hoe principes van ruimtetijd en quantummechanica voort kunnen komen uit eenvoudigere wiskundige principes”, aldus Nima Arkani-Hamed van het Institute for Advanced Study in Princeton (VS).
Tot nu toe zijn deze positieve geometrieën echter alleen ontdekt in vereenvoudigde modellen van de fysische wereld. Doel van het UNIVERSE+-project is om deze nieuwe ideeën volledig te begrijpen en aan het licht te brengen, en om de meetkunde te vinden die relevant is voor de echte wereld, inclusief zwaartekracht en het uitdijende heelal.
“Ik denk dat onder meer positieve meetkunde het potentieel heeft om een nieuw vakgebied op de grens van natuur- en wiskunde te worden. Dat voor elkaar krijgen vergt in de komende jaren een gecoördineerde inspanning van natuur- en wiskundigen”, zegt Bernd Sturmfels van het MPI for Mathematics in the Sciences te Leipzig.
De hoofdonderzoekers van UNIVERSE+ brengen hun complementaire expertise in deeltjesfysica, kosmologie en wiskunde samen. Dit is het eerste samenwerkingsverband van deze soort, mogelijk gemaakt door het recente samenkomen van kritieke inzichten in wiskunde en natuurkunde.
De groep heeft als doel om talentvolle jonge mensen uit diverse achtergronden aan te trekken, om samen aan een onderzoeksprogramma te werken, met potentieel een significante impact op een breed scala aan wetenschappelijke onderwerpen in de deeltjesfysica, kosmologie en toegepaste wiskunde.
Natuurkundige Daniel Baumann van de Nederlandse Universiteit van Amsterdam is een van de andere hoofdonderzoekers van het project. De European Research Council heeft een Synergy Grant van 10 miljoen euro toegekend aan dit onderzoek.
Op de afbeelding boven: Bij elk verstrooiïngsproces (links) en elke kosmologische correlatie (rechts) hoort een positieve geometrie (midden). Deze geometrie wordt alleen uit de energieën en impulsen van de externe deeltjes geconstrueerd, maar hangt niet af van de evolutie in de ruimtetijd.
