ИСТИНА

В результате работы над проектом предполагается разработка новых самосогласованных моделей инфляции, а также сценариев без начальной сингулярности (Вселенная с отскоком, космологический генезис) в рамках скалярно-тензорных теорий поля со старшими производными. Предполагается проведение анализа первичных неоднородней в таких моделях, их спектра, степени негауссовости, поляризации реликтового излучения. Отдельное внимание будет уделяться поиску характерных предсказаний моделей, которые в будущем позволили бы экспериментально подтвердить или опровергнуть их. Результаты анализа должны согласовываться с известными предсказаниями космологических экспериментов, таких как Planck и SPT. В таких моделях будут исследованы вопросы теоретической согласованности, причинности и унитарности, а также будет изучена проблема сильной связи. Кроме этого, планируется построение и исследование теории Хорндески с кручением, в рамках которой было бы возможно нарушение изотропного условия энергодоминантности без возникновения патологических степеней свободы. Планируется исследование возможности построения устойчивых космологических сценариев типа отскока и генезиса. В части проекта, посвященной исследованиям различных решений, описывающих компактные гравитационные объекты, в скалярно-тензорных теориях со старшими производными, предполагается построение конкретных примеров моделей, соответствующих сферически-симметричным черной дыре и кротовой норе. Для всех решений основным требованием является полное отсутствие патологий на линеаризованном уровне возмущений. Предполагается всесторонний анализ линеаризованной теории не только в контексте устойчивости решения, но и с целью построения реалистичной модели черной дыры, согласующейся с доступными экспериментальными данными. Кроме этого, будет проведено исследование различных моделей частиц темной материи в контексте ограничений, следующих из данных ускорительного эксперимента NA64. Также будет изучен новый подход к перенормировкам в квантовой теории поля и его применение в различных областях физики высоких энергий. Ожидается, что выполнение проекта приведет к существенному вкладу в развитие теории гравитации и физики ранней Вселенной. Стоит отметить, что некоторые задачи данного проекта имеют потенциал стать перспективной средой для развития новых методов и подходов к решению фундаментальных задач с помощью актуальных сегодня технологий, связанных с использованием машинного обучения и глубокого обучения на базе нейронных сетей. Полученные в ходе работы над проектом оригинальные результаты будут соответствовать мировому уровню, а в большинстве направлений определять мировой уровень. Результаты будут опубликованы в виде статей в ведущих международных научных журналах и представлены на ведущих Российских и международных конференциях.

The significant development of both observational cosmology and particle physics has made it possible today to form an extensive knowledge base about the earliest stages of the universe's development. However, a number of issues still do not have an exhaustive or at least consistent explanation. So, despite fairly accurate data on the composition of the universe, the nature of dark matter and dark energy remains a big mystery for both theoretical and experimental physics. It is well known that physics at the earliest stages of the evolution of the Universe differed significantly from the modern one, however, it is still unknown which epoch preceded the hot stage of the Universe's development and what its dynamics were. Data from cosmological observations, including in the field of studying the anisotropy of relic radiation, allow us to obtain information about both the earliest stages of the expansion of the Universe and the values of cosmological parameters at the present time. Ground-based accelerator experiments are an equally valuable source of data, which makes the task of constructing and verifying theoretical models of dark matter especially relevant. Thus, part of the project's tasks explores the limitations on dark matter models from observational data. This project also involves both the development and development of widely discussed models of inflation in the early Universe in the literature, as well as the construction of alternative cosmological scenarios without an initial singularity, such as a universe with a rebound and cosmological genesis. The focus of the study of models of the early Universe will be their realism and agreement with current observational data, as well as identifying the characteristic features of such scenarios that are potentially available for experimental verification. Due to the increasing volume of experimental data available today from the observation of mergers of various massive objects, such as black holes or neutron stars, it becomes possible to conduct more detailed tests of the possibility of deviation of the theory of gravity from the general theory of relativity, including in the regime of strong fields. In this context, the study of models of compact gravitational objects in theories with modified gravity and the study of their characteristic properties, as well as differences from their analogues in general relativity, is at the forefront of modern fundamental research. Within the framework of this project, it is planned to study classical solutions describing massive objects in scalar tensor theories of gravity with higher derivatives. The main requirement for constructing solutions in this class of theories will be their stability, since, as recent studies by various scientific groups have shown, it is not a trivial task to achieve the absence of pathologies in the solution. The aim of the research project is to build realistic models of massive objects whose properties would satisfy the current experimental data. All the results that are expected to be obtained during the implementation of this project will have a high degree of novelty and originality, and will correspond to the world level, and in most areas determine the world level. A number of foreign teams are currently engaged in the tasks set in the project from different points of view, which indicates the relevance of solving these tasks for the global scientific community.

Существенное развитие как наблюдательной космологии, так и физики частиц, позволило сегодня сформировать обширную базу знаний о самых ранних этапах развития Вселенной. Однако, по-прежнему ряд вопросов не имеет исчерпывающего или хотя бы непротиворечивого объяснения. Так, несмотря на достаточно точные данные о составе Вселенной, природа темной материи и темной энергии остается большой загадкой как для теоретической, так и для экспериментальной физики. Достоверно известно, что физика на самых ранних этапах эволюции Вселенной существенно отличалась от современной, однако, до сих пор неизвестно, какая именно эпоха предшествовала горячей стадии развития Вселенной и какова была ее динамика. Данные космологических наблюдений, в том числе в области изучения анизотропии реликтового излучения, позволяют получить информацию как о самых ранних стадиях расширения Вселенной, так и о значениях космологических параметров в настоящее время. Наземные ускорительные эксперименты являются не менее ценным источником данных, что делает особенно актуальной задачу построения и проверки теоретических моделей темной материи. Так, часть задач проекта исследует ограничения на модели темной материи из наблюдательных данных. Также в рамках данного проекта предполагается как разработка и развитие широко обсуждаемых в литературе моделей инфляции в ранней Вселенной, так и построение альтернативных космологических сценариев без начальной сингулярности, таких как Вселенная с отскоком и космологическим генезисом. Фокусом в исследовании моделей ранней Вселенной будет их реалистичность и согласие с текущими наблюдательными данными, а также выявление характерных особенностей таких сценариев, потенциально доступных экспериментальной проверке. Благодаря всё большему объему доступных сегодня экспериментальных данных от наблюдения слияния различных массивных объектов, таких как черные дыры или нейтронные звезды, становится возможным проведение более детальных проверок возможности отклонения теории гравитации от общей теории относительности, в том числе в режиме сильных полей. В этом контексте исследование моделей компактных гравитационных объектов в теориях с модифицированной гравитацией и изучение их характерных свойств, а также отличий от их аналогов в общей теории относительности, находится на переднем крае современных фундаментальных исследований. В рамках данного проекта предполагается изучение классических решений, описывающих массивные объекты в скалярно-тензорных теориях гравитации со старшими производными. Основным требованием при построении решений в данном классе теорий будет их устойчивость, поскольку, как показали последние исследования различных научных групп, добиться отсутствия патологий в решении -- нетривиальная задача. Целью исследований проекта является построение реалистичных моделей массивных объектов, чьи свойства удовлетворяли бы текущих экспериментальным данным. Все результаты, которые ожидается получить в процессе выполнения данного проекта, будут иметь высокую степень новизны и оригинальности, и будут соответствовать мировому уровню, а в большинстве направлений определять мировой уровень. Поставленными в проекте задачами с разных точек зрения в настоящее время занимается ряд зарубежных коллективов, что свидетельствует об актуальности решения этих задач для мирового научного сообщества.