JAE-intro program at the IFT
The CSIC JAE-intro program offers 100 2-month grants of 2000 euros for undergraduate students enrolled in master programs in fall 2016. The grants are intended to provide students with an initiation in research within CSIC institutes. Each student can select up to two research topics of interest upon
application, from April 11th to May 2nd.
See application form here
Questions regarding the CSIC JAE-Intro program can be addressed to dpe@csic.es
For questions regarding the IFT proposals, please contact severoochoa.ift@csic.es
The IFT has proposed 10 possible supervisors and topics, as follows:
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CODE: JAEINT16_EX_0357
TITLE: Producción de ondas gravitacionales en Higgs inflation
SUPERVISOR: Juan García-Bellido
PERIOD: Sept-Oct 2016
ABSTRACT: El estudiante se familiarizará con el modelo de inflación basado en el Higgs como campo responsable de la expansión acelerada primordial, asi como con la producción de ondas gravitacionales durante el recalentamiento del universo al final de inflación.
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CODE: JAEINT16_EX_0406
TITLE: Anomaly effects in strongly coupled quantum matter
SUPERVISOR: Karl Landsteiner
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: Anomalies are some of the most emblematic properties of quantum field theory of fermions. In the recent years it has been realized that they give rise to new unconventional transport phenomena (chiral magnetic and chiral vortical effects) that can be realized in many systems ranging from the quark gluon plasma over new materials (Dirac- and Weyl semi-metals) to the early unviverse.
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CODE: JAEINT16_EX_0588
TITLE: Fenomenología de neutrinos
SUPERVISOR: Michele Maltoni
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: Tras el reciente descubrimiento que todos los ángulos de mezcla en el sector leptónico son diferentes de cero, los próximos retos de la física de neutrinos son la determinación de la jerarquía de masa y la observación de posibles efectos de violación de CP. En este contexto, el candidato se unirá a nuestra actividad de investigación sobre fenomenología de neutrinos, cuyo principal objetivo es sacar la máxima cantidad de información posible de todos los experimentos de oscilaciones de neutrinos. Para alcanzar este resultado, es necesario disponer de programas de ordenador adecuados, que puedan simular con detalle los distintos experimentos teniendo en cuenta sus principales características. Por lo tanto, una parte importante del trabajo implicará el estudio de algún detector y el desarrollo de un código de simulación adecuado.
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CODE: JAEINT16_EX_0603
TITLE: Observational constraints on modified gravity theories
SUPERVISOR: Savvas Nesseris
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: The proposed project involves the analysis of cosmological data (type Ia supernovae, baryon acoustic oscillations, the cosmic microwave background, weak lensing and others) and their confrontation with modified gravity models that can account for the accelerated expansion of the universe. The interested student will learn how to modify and run the relevant computer codes (CAMB, CosmoMC) but also how to interpret and analyze the results.
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CODE: JAEINT16_EX_0614
TITLE: Holografía gravitacional
SUPERVISOR: José L. F. Barbón
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT:
El candidato deberá familiarizarse con los fundamentos de la descripción holográfica de la gravitación cuántica, especialmente en el contexto de la correspondencia AdS/CFT. En particular, se tratará de explorar métodos para codificar la geometría del interior de agujeros negros en el contexto de estos modelos.
Estos modelos holográficos dominan la investigación en fundamentos de la gravitación cuántica. También proporcionan métodos de cálculo para problemas no perturbativos en teorías cuánticas de campos con interacciones fuertes. Por tanto se trata de un proyecto con un alto valor formativo, ofreciendo preparación esencial para continuar en diversos campos de la física matemática moderna.
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CODE: JAEINT16_EX_0624
TITLE: Interacciones fuertes y Teoría de Campos
SUPERVISOR: Margarita García Pérez
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: El trabajo a desarrollar se enmarca en el estudio de la dinámica de acoplo fuerte en Física de Partículas. Las líneas de investigación del grupo en el que se integrará el candidato tienen como objetivo mejorar nuestra comprensión de la Física del Modelo Estándar (ME), y en concreto de la Cromódinámica Cuántica (la teoría que describe la dinámica de quarks y gluones); así como explorar posibles extensiones del ME en las que la dinámica fuerte juega un papel esencial. El estudio de las interacciones fuertes supone un reto que desde el punto de vista teórico aún plantea muchas preguntas abiertas, lo que lo postula como un laboratorio crucial para explorar propuestas y nuevas técnicas en Teoría Cuántica de Campos. Por otra parte, la información acerca del sector de acoplo fuerte del ME resulta esencial para realizar predicciones teóricas precisas que, combinadas con la nueva generación de experimentos en Física de Partículas, proporcionarán las comprobaciones más fuertes hasta la fecha de las predicciones del Modelo Estándar (SM) para la Física del Sabor, preparando el camino para la posible detección de nuevos fenómenos en física fundamental durante la próxima década. La naturaleza fuertemente acoplada de los fenómenos que se investigan en este campo implica el uso de técnicas de carácter no-perturbativo, predominantemente la discretización del espacio-tiempo en un retículo y la evaluación de la integral de caminos de Feynman a través de métodos Monte Carlo. El trabajo a desarrollar incluirá una inmersión en las técnicas de trabajo y de cálculo utilizadas en este campo, con especial énfasis en los aspectos más teóricos o más fenomenológicos dependiendo de los intereses del candidato.
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CODE: JAEINT16_EX_0627
TITLE: Modelos inflacionarios en Teoría de Cuerdas
SUPERVISOR: Fernando Marchesano
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: La inflación cósmica es la propuesta teórica más sólida para explicar las condiciones iniciales de homogeneidad y baja curvatura en el origen del Universo, así como de la generación de las fluctuaciones primordiales que se observan en las inhomogenidades del fondo de radiación de microondas. El fenómeno de la inflación requiere la existencia de un campo escalar con un potencial suficientemente plano en un rango amplio de valores, y por lo tanto es sensible a las correcciones de altas energías de la teoría efectiva, incluso si están suprimidas por la escala de Planck. La construcción de modelos de inflación se debe llevar a cabo en una compleción a altas energías en el que estas correcciones sean calculable, a fin de afirmar que su magnitud no destruye las virtudes del potencial inflacionario.
Desarrollos recientes en teoría de cuerdas han mostrado que se trata de un marco explícito en el que se pueden construir este tipo de modelos inflacionarios, y evaluar con fiabilidad la magnitud de las correcciones. Los modelos resultantes permiten el cálculo de observables inflacionarios y su comparación con los datos experimentales obtenidos en experimentos de observación del fondo de radiación de microondas, como el satélite Planck, el telescopio BICEP2, etc.
Los objetivos de este trabajo son:
– Familiarizacion con las herramientas básicas para construir modelos inflacionarios en teoría de cuerdas, así como de la literatura existente en este campo.
– Construcción de modelos de inflación en teoría de cuerdas del tipo denominado “de gran rango del campo” (large field inflation), utilizando el fenómeno de la monodromía de axiones, en el que el potencial del campo escalar es periódico pero multivaluado, de forma que un desplazamiento del campo en un múltiplo de su periodo fundamental lleva a un cambio cuasi-periódico de la teoría.
– Estudio de diferentes potenciales escalares de este tipo, con diferentes dependencias monomiales en el inflatón, cálculo de los parámetros observables, y comparación con los datos experimentales disponibles.
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CODE: JAEINT16_EX_0633
TITLE: Modelos de materia oscura con dos sectores
SUPERVISOR: Jesús M. Moreno
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: A pesar de que la materia oscura constituye el 28% de la masa total del universo, todavía no se conoce cuál es su naturaleza. En este trabajo se analizarán algunos modelos en los que hay dos tipos distintos de materia oscura.
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CODE: JAEINT16_EX_0639
TITLE: Determinación de parámetros fundamentales a partir de correladores de QCD
SUPERVISOR: Vicent Mateu
PERIOD: Sept-Oct or Oct-Nov 2016
ABSTRACT: Las funciones de correlación de dos operadores, en el marco de las interacciones fuertes (o QCD) están siendo explotadas recientemente para determinar parámetros fundamentales del modelo estándar, tales como las masas de los quark pesados charm y bottom, o la constante de las interacciones fuertes alphaS. Recientes y precisas simulaciones en el retículo (lattice QCD) han permitido calcular desde primeros principios momentos del correlador pseudo-escalar para producción de quarks charm, no accesible mediante experimentos. El primer momento R4 es muy sensible a alphaS, mientras que los momentos superiores son sensibles a la masa del quark. Los valores obtenidos son extremadamente competitivos.
Concentrémonos en R4 y la extracción de alphaS. Esta última aparece como corrección al termino leading, y por tanto el primer momento no es muy sensible a alphaS. Como alphaS es una corrección, cualquier efecto de tamaño pequeño o moderado tendrá un impacto importante en su determinación. R4 está muy afectado por términos no perturbativos en forma de condensados, que limitan de manera notable la precisión con la que se puede determinar alphaS.
Hasta el momento este hecho ha sido ignorado o simplemente escondido. En el trabajo a desarrollar el estudiante (tras extraer la contribución del condensado gluónico de cálculos existentes y reescribirla de forma útil para nuestro análisis) hará un estudio detallado de este efecto, e intentará encontrar un modo de evitarlo (por ejemplo incluyendo momentos superiores). También se estudiará la posibilidad de utilizar este momento para darle la vuelta al problema y obtener una predicción de gran precisión del condensado gluónico usando una determinación independiente de alphaS.
El IFT cuenta con un grupo de expertos en lattice QCD a los que se puede consultar para obtener información relevante de las simulaciones, tales como correlaciones entre momentos. Si el trabajo va por los cauces normales, los resultados serán publicados en forma de artículo corto. Se espera que este análisis tenga un impacto inmediato en el campo de la física de precisión de QCD.
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CODE: JAEINT16_EX_0632
TITLE: Tensor Networks in Quantum Physics
SUPERVISOR: Germán Sierra
PERIOD: Sept-Oct 2016
ABSTRACT: The concept of Tensor Networks (TN) emerged in Condensed Matter physics as variational ansatzs to describe the ground state of many body lattice systems. Matrix product states (MPSs) are a subclass of tensor network states that turned out to provide efficient descriptions of ground states of local, gapped Hamiltonians in one dimension. Projected entangled-pair states (PEPSs) are generalizations of MPSs that are helpful for investigating higher dimensional systems fulfilling the area law. In addition to their interest for numerical computations, tensor network states are important because they have a simple structure that facilitates analytical investigations of many-body systems. MPS and PEPS are designed to describe lattice systems, but it is highly desirable to find similar states for continuum systems of quantum fields.
The work to be done of rthe student is to learn the basis principles of these techniques and apply them to some simple quantum lattice Hamiltonians in one and two dimensions. This problem and the methods used are at the intersection between Quantum Information Theory and Condensed Matter Physics and will contribute greatly to the formation of a student.