MTA-ELTE Elméleti Fizikai Kutatócsoport

Elérhetőség:

Pázmány P. stny. 1/A,
H-1117 Budapest,
tel: +3613722524
fax: +3613722509

Részecskefizika és húrelmélet

A részecskefizika Standard Modellje nagy pontossággal írja le a nagyenergiás kísérleteket. Az utóbbi évek nagy felfedezése a Higgs bozon megtalálása volt a CERN Large Hadron Colliderben (LHC). A Higgs tömege 125 GeV, amely lehetővé teszi hogy a Standard Modell önmagában, új fizika nélkül is érvényes lehet a Planck energiáig, ahol már a gravitációval közös leírás szükséges. A kozmológiai és asztrofizikai megfigyelések azonban új részecskék jelenlétét sugallják, ugyanis a Világegyetem közel hetven százaléka sötét energia, míg több mint negyede ismeretlen eredetű, nem barionikus sötét anyag. Több részecskefizikai eredetű sötét anyag modell született. A feltételezett új részecskék többnyire csatolódnak a frissen felfedezett Higgshez, amely ezáltal egy kaput nyit az új fizikára. A Standard Modellhez csatolódó egyszerűsített modellek térelméleti és fenomenológiai vizsgálata fontos, aktívan kutatott terület. Ezeken keresztül megismerhetővé válnak az összetettebb elméletek, például sötét anyag modellek jellemző energiaskálája és további paraméterei. Az új részecskék és jelenségek tesztelhetők az LHC 2015-ben kezdődő kísérlet sorozatában.

Válogatott cikkek:
G. Cynolter, E. Lendvai, G. Pocsik: Note on unitarity constraints in a model for a singlet scalar dark matter candidate
Acta Phys.Polon. B36 (2005) 827-832

G. Cynolter, J . Kovács, E. Lendvai: Diphoton excess and VV-scattering
Mod.Phys.Lett. A31 (2016) no.22, 1650133

Részecskefizikában is egyre jelentősebbek az effektív térelméletek, amelyek csak az aktuálisan vizsgált vagy elérhető szabadsági fokokra épülnek. Többek közt maga az elektrogyenge kölcsönhatások Standard Modellje is egy effektív térelméletnek tekinthető. Az effektív térelméletek jól meghatározott érvényességi tartománnyal rendelkeznek. Ezt legegyszerűbben impulzustérbeli levágással vehetjük figyelembe, de a naív levágás sérti az elméletben a téridő- és mértékszimmetriákat. Másrészt gravitáció vagy szuperszimmetria jelenlétében a négy téridő dimenzió megőrzésére kell törekedni, mivel ezekben modellekben a legnépszerűbb dimenziós regularizáció használata problémákat vet fel. Kidolgoztunk egy tisztán négy dimenzióban definiálható regularizációt, amellyel a levágást a szimmetriák megőrzése mellett tudjuk definiálni. A módszer alkalmazásaként effektív illetve nemrenormálható elméletekben vizsgáltuk egy-hurok korrekciók hatását a módosított, szimmetriaőrző levágás használatával.

Válogatott cikkek:
G. Cynolter, E. Lendvai: Symmetry Preserving Regularization with A Cutoff
Central Eur.J.Phys. 9 (2011) 1237-1247

G. Cynolter, E. Lendvai: Electroweak Precision Constraints on Vector-like Fermions
Eur.Phys.J. C58 (2008) 463-469

G. Cynolter, E. Lendvai: Corrections to gauge theories in effective quantum gravity with a cutoff
Mod.Phys.Lett. A29 (2014) 1450024

Ha a részecskefizika törvényeit erős gravitációs terek mellett alkalmazzuk, mint például a fekete lyukak fizikájában, a gravitációs terek kvantumelméletének leírása elkerülhetetlenné válik. Nagyon kis skálákon ugyanis a klasszikus geometria, melyre Einstein általános relativitáselmélete épül, többé nem jól definiálható, így érvényét veszti. A gravitáció kvantumos leírásához egy fizikai alapfeltevésünk elvetése vezet: a húrelmélet szerint az elemi részecskék kis skálán többé nem pontszerűek, hanem egy dimenziós elemi objektumokkal, húrokkal írhatóak le. A mai húrelmélet az AdS/CFT sejtés köré szerveződik, mely kimondja, hogy a húrelmélet a tér egy adott tartományában leírható a tartomány határán létező duális térelmélettel. E szerint a húrelmélet és térelméletek nem egymástól különböző konstrukciók, a térelméletek erősen csatolt tartományában például alkalmasabb eszköz lehet a gravitációs, húrelméleti szabadsági fokokkal való megfogalmazás. Kutatásaink egyrészt a húrelmélet matematikai struktúrájára irányulnak, másrészt a húrelmélet módszereit vizsgáljuk olyan erősen csatolt fizikai rendszerek leírására, melyek a kondenzált anyagok fizikájában fordulnak elő.

Válogatott cikkek:
S. Cremonini and A. Sinkovics: Spatially Modulated Instabilities of Geometries with Hyperscaling Violation,
JHEP 1401, 099 (2014), [arXiv:1212.4172 [hep­th], arXiv:1212.4172].

Z. Kökényesi, A. Sinkovics and R. J. Szabo: Refined Chern­Simons theory and (q, t)­deformed Yang­Mills theory: Semi­classical expansion and planar limit,
JHEP 1310, 067 (2013), [arXiv:1306.1707 [hep­th]].