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 entre « astrophysique des objets compacts, astrophysique nucléaire et physique au-delà du modèle standard ». En effet l’étude des phénomènes de conversion de saveurs dans les milieux denses – supernovae et kilonovae – est étroitement lié à la physique au-delà du modèle standard et au processus-r. Il est également essentiel pour l’interprétation des observations futurs des neutrinos de supernovae et du fond diffus des neutrinos de supernovae.
+** Neutrinos, C Volpe (2eme contribution, 02/06/2023)**
+{{ :listediffusion:neutrino-astro-cosmo-prospectives-inp.pdf |voir pdf ici}}
+** Gravité Quantique (2eme contribution envoyée par Etera Livine, Marc Geiler, Simone Speziale)
+Ce texte a été préparé avec plusieurs autres experts du domaine, dont Marc Geiller (LP ENSL, Lyon) et Simone Speziale (CPT, Marseille).
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+Mots-clés:
+- Perturbative QFT methods: mathematical structure of amplitudes, UV completion, application to gravitational waves
+- Non-perturbative approaches: loop quantum gravity, path integrals, spinfoams, random geometries (matrix and tensor models)
+- Effective field theory: unitarity, causality, swampland program, asymptotic safety
+- Quantum cosmology, theory and observation
+- Interface with geometry in mathematics: non-commutative geometry, generalized geometries
+- Interface with quantum foundations (e.g. "gravitizing the quantum")
+- Interface with quantum information and quantum simulations of gravitational systems
+- Quantum gravity phenomenlogy in cosmology (proposals for dark matter and dark energy) and in astrophysics (e.g. black holes in modified gravity)
+- Quantum gravity in the lab: experimental tests of quantum gravity, e.g. on Bose-Einstein condensates, acoustic black holes and analogue models
+- Black hole physics: Hawking radiation, information paradox, ER=EPR conjecture, singularity resolution, out-of-equilibrium physics
+- Quantum chaos and glassiness : SYK, JT gravity and the physics of extremal black holes
+- Holography and dualities: asymptotic holography (AdS/CFT, flat space holography, celestial / Carrollian holography, role of asymptotic symmetries) and finite-distance holography (gravitational edge modes, quasi-local symmetries)
+Voici également un texte sur cette thématique :
+**Problématique et enjeux scientifiques : **
+En dépit des connaissances accumulées sur la théorie quantique et la relativité générale, et de leurs nombreuses vérifications expérimentales, il n'existe pas à ce jour de théorie complète de la gravitation quantique. Cet état de fait empêche de répondre à certaines questions, portant par exemple sur le devenir des singularités en relativité générale, sur l'évaporation d'Hawking des trous noirs, et de manière générale sur la théorie quantique des champs en présence d'un fort champ de gravitation. Sur le plan conceptuel, la gravité quantique doit permettre de valider ou d'invalider l'universalité de la théorie quantique, et de comprendre si la gravitation est une théorie fondamentale ou un phénomène émergent. Nous sommes, de plus, sur le point de faire basculer la gravitation quantique vers l'expérimental, à travers les mesures d'ondes gravitationnelles, d'observation de véritables trous noirs et de l'élaboration de protocoles mêlant systèmes quantiques et gravitation aux échelles microscopiques.
+**Ce qui existe : **
+Plusieurs approches sont regroupées derrière la motivation de construire un cadre mathématique et/ou phénoménologique pour décrire et étudier une théorie quantique de la gravitation. Il est possible de distinguer : 1) Les approches frontales, qui appliquent les méthodes de quantification éprouvées (quantification canonique, intégrale de chemin, quantification géométrique) soit à des formulations classiques de la gravité, soit à d'autres théories dont les degrés de liberté seraient potentiellement plus fondamentaux que ceux de la métrique. Parmi ces approches on trouve la gravité quantique à boucles, la théorie des cordes, et de manière générale les approches discrètes à la géométrique quantique. On peut inclure également les approches de type théorie des champs comme les modèles de matrice et modèles de tenseurs. 2) Les approches indirectes, qui visent à comprendre ou à dériver les propriétés quantiques de la gravité par l'étude d'autres systèmes. Il s'agit par exemple de l'étude de modèles analogues (fluide ou matière condensée), des approches thermodynamiques, ou de la notion de gravité émergente. Parmi ces approches, on trouve également l'holographie, qui vise à décrire la gravitation quantique par l'intermédiaire d'une théorie des champs duale. Ces approches ont toutes leurs succès et leurs limitations, mais cependant aucune ne de dégage comme étant une théorie complète qui permette de répondre à toutes les questions conceptuelle et techniques.
+** Vers où l'on veut aller : **
+Sur le plan théorique, il s'agit d'outrepasser les limitations techniques qui existent dans chacune de ces approches candidates à la gravité quantique. L'holographie, dont l'avatar principal à ce jour est AdS/CFT, doit être développée également pour les espaces (asymptotiquement) plats et de Sitter à 4 dimensions d'espace-temps. Nombre de résultats obtenus dans des modèles simplifiés en 2d (gravité Jackiw-Teitelboim par exemple) et 3d (holographie plate en 3d, représentation des groupes de symétrie asymptotiques) doivent être étendus à 4d. En gravité quantique à boucles, il s'agit d'affiner et d'éliminer les ambiguïtés dans les différentes prédictions qui existent à ce jour, notamment concernant les transitions trou noir / trou blanc, la cosmologie quantique et l'évitement des singularités, et le calcul d'amplitudes Lorentziennes par l'utilisation de méthodes numériques de précision.
+A long terme, il faut faire converger les différentes théories candidates à la gravité quantique vers les mêmes questions physiques et mathématiques. De cette manière, il sera possible de comparer ces différentes approches entre elles par l'étude de scénarios et de situations physiques concrètes. Cela permettra sans doute de trouver des points de convergence et de combiner les techniques développées à ce jour.
+Avec le développement de la cosmologie de précision et de l'observation des ondes gravitationnelles, il faut également anticiper les mesures à venir et leur potentielle importance pour le régime de la gravité quantique. Certaines théories, comme la gravité quantique à boucles, ont déjà un cadre prédictif pour la cosmologie quantique et l'inflation, ainsi que pour les trous noirs réguliers et autres modifications de la relativité générale héritées de la théorie quantique. Ces directions de recherche sont la clef pour connecter un jour la gravité quantique avec les observations indirectes.
+**Verrous : **
+Le principal verrou est la fragmentation et la non-perméabilité des communautés (holographie, théorie des cordes, gravité quantique, physique mathématique). On peut pointer également le manque de moyens pour recruter des postdocs, ce qui est en partie un frein à l'intégration de la communauté française dans l'environnement international.
+**Rupture : **
+Dérivation et identification de signatures claires de la gravitation quantique, discriminant entre les diverses théories et modèles, potentiellement mesurables dans les observations cosmologiques, astrophysiques ou des expériences de type information quantique réalisables en laboratoire.
+Convergence de plusieurs approches vers un cadre cohérent, comme par exemple obtenir une formulation holographique locale complète de la relativité générale, permettant sa quantification sans équivoque.
+**Principales actions à envisager à court terme : **
+Favoriser le rapprochement et la communication entre les différents centres d'expertise en gravité quantique: Lyon, région parisienne, Marseille, Dijon, Montpellier, Tours, Grenoble, Annecy, Poitiers. En particulier pour améliorer le dialogue entre théoriciens et expérimentateurs.
+Création d'un GDR "Gravitation Quantique", qui irait au-delà des différends historiques entre les diverses approches à la gravitation quantique.
+Développement de réseaux au niveau Européen.
+**Taille de la communauté à l'international : **
+Des centaines de chercheurs et chercheuses.
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