Explorer le Swampland et le Landscape de la théorie des cordes : Perspectives et Applications // Exploring the Swampland and Landscape of String Theory: Insights and Applications

L'objectif de cette recherche est d'explorer les contraintes de la gravité quantique, issues de notre connaissance de la théorie des cordes, dans les théories effectives des champs en physique des particules et en cosmologie, afin d'en déduire des prédictions testables. Les travaux menés durant la thèse aborderont plusieurs questions fondamentales :

- Échelles fondamentales : Quelle est l'origine des échelles d'énergie extrêmement différentes en physique des particules, en gravitation et en cosmologie ? Sont-elles reliées par une théorie sous-jacente commune ?

- Supersymétrie : Quel est le rôle de la supersymétrie dans la nature, et quelle est son échelle de brisure ?

- Inflation : Quelle est l'origine de l'inflation et la nature du champ inflationnaire ? S'agit-il d'un scalaire fondamental ou d'un degré de liberté effectif ? Quels sont les mécanismes qui déterminent les conditions initiales de l'inflation ?

- Énergie noire : L'énergie noire est-elle une constante cosmologique ou l'effet observable d'un champ dynamique ? Pourquoi sa valeur est-elle si faible ?

- Matière noire : Quelle est la nature de la matière noire ? Pourrait-elle être constituée d'objets massifs, de nouvelles particules élémentaires ou de trous noirs primordiaux ? Quelles sont sa masse et ses nombres quantiques ?

- Dimensions supplémentaires : Quelles sont les conséquences physiques des dimensions supplémentaires en théorie des cordes ? Comment leurs tailles sont-elles stabilisées et quelles signatures expérimentales pourraient découler d'une séparation d'échelle ?

Lien avec les expériences :
Cette recherche sera étroitement liée aux expériences actuelles et futures en physique des particules, astrophysique et cosmologie. La confrontation des prédictions théoriques aux données observationnelles est essentielle dans l'amélioration des modèles existants et le développement de nouveaux.
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The goal of this research is to investigate quantum gravity constraints, arising from our knowledge of String Theory, in effective field theories of particle physics and cosmology, aiming to derive testable predictions. The study during the PhD will address some of the fundamental questions:

- Fundamental Scales: What is the origin of the vastly different energy scales in particle physics, gravitation, and cosmology? Are they connected in a common underlying theory?

- Supersymmetry: What is the role of supersymmetry in Nature, and what is its breaking scale?

- Inflation: What is the origin of inflation and the nature of the inflationary field? Is it a fundamental scalar or an effective degree of freedom? What determines the initial conditions for inflation?

- Dark Energy: Is dark energy a cosmological constant or the observable effect of a dynamical field? Why is its value so small?

- Dark Matter: What is the nature of dark matter? Could it consist of massive objects, new elementary particles, or primordial black holes? What are its mass and quantum numbers?

- Extra Dimensions: What are the physical consequences of extra dimensions in string theory? How are their sizes stabilized, and what experimental signatures could result from scale separation?

Connection to Experiments:
This research will be closely linked to current and future experiments in particle physics, astrophysics, and cosmology. Confronting theoretical predictions with observational data will be crucial in refining existing models and developing new ones.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Autre type de financement - Le candidat devra avoir une bourse extérieure au concours ED PIF.

Sorbonne Université SIS (Sciences, Ingénierie, Santé)

564 Physique en Ile de France

Le candidat doit faire preuve de curiosité scientifique, d'ambition et de persévérance, ainsi que de solides compétences en calculs analytiques et numériques.
The candidate must demonstrate scientific curiosity, ambition, and perseverance, as well as strong skills in analytical and numerical calculations.