La Teoría de la Relatividad General (RG) de Einstein y la Teoría Cuántica de Campos (TQC) en el espacio de Minkowski describe con éxito la física observable en un amplio rango de escalas de longitud y energía. Sin embargo, resulta muy difícil entender el comportamiento cuántico de la gravedad en sí misma. A escalas de energía muy por debajo de la energía de Planck, la TQC en espacios curvos tiene no obstante un llamativo éxito. Predice la radiancia cuántica de agujeros negros y muestra cómo las irregularidades primordiales de nuestro universo, observadas en el fondo cósmico de microondas y en la estructura a gran escala, pueden generarse en el universo primitivo. Para longitudes o energías próximas a la escala de Planck, la ausencia de una teoría bien entendida urge un esfuerzo a nivel mundial para construir una teoría cuántica viable para el campo gravitatorio. La complejidad del problema requiere un abordaje multidisciplinar, incorporando un amplio rango de puntos de vista, cubriendo desde sofisticadas matemáticas hasta experimentos ambiciosos. Se requiere un entendimiento profundo de nuestras teorías básicas, así como una mejora de los enfoques principales para una teoría cuántica de la gravedad apropiada. Nuestro grupo sigue esta estrategia de investigación en un modo interrelacionado. En particular, nuestros principales propósitos son:

1. Teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo y sus consecuencias observables en cosmología. Condiciones iniciales en inflación y el universo observable: bajos multipolos angulares en el CMB, no-gaussianidades, potenciales efectos de gravedad cuántica, etc. Efectos de renormalización en espacios curvos: espectro de potencias, campos magnéticos primordiales, etc. Mecanismo de creación gravitacional de partículas y sus implicaciones físicas (universo temprano, materia oscura, energía oscura, etc).
2. Aspectos cuánticos de agujeros negros y agujeros negros acústicos. Especialmente la posibilidad de detectar el efecto Hawking mediante correlaciones de densidad en condensados de Bose-Einstein.Estudio de efectos cuánticos en agujeros negros/blancos acústicos; backreaction del flujo de Hawking en los BECs; aplicaciones de gravedad análoga en cosmología; mini agujeros negros en el LHC, correlaciones y unitariedad.
3. Aspectos clásicos y cuánticos de la gravitación en formalismo de Palatini. Extensiones de relatividad general y aplicaciones astrofísicas y cosmológicas.Formulación semiclásica de la teoría cuántica de campos, dinámica de"brane-worlds" y correspondencia AdS/CFT en geometrías con métrica y conexión independientes (Palatini). Estructura y estabilidad de agujeros negros en dichas variedades. Cosmologías no singulares y descripciones efectivas de modelos de gravedad cuántica.Problema de la expansión cósmica acelerada y materia oscura desde un punto de vista gravitatorio.
4. Supersimetría y deformaciones del espaciotiempo. Deformaciones del superespacio de Minkowski y el superespacio conforme en términos de super Grassmannianos y super flags cuánticas. Teorías de campos sobre estos espacios noconmutativos. Soluciones de agujeros negros en supergravedad: universalidad y clasificación.

Colaboradores/as

• Roberto Balbinot - Università di Bologna (Italia)
• Sergio Ferrara - European organization for nuclear research (Francia)
• Leonard Parker - University of Wisconsin-Milwaukee (EEUU)
• Helios Sanchís Alepuz - Justus-Liebig Universität Giessen (Alemania)

Otra investigación y desarrollo experimental en ciencias naturales y técnicas