Physicien théoricien à l’Institut de physique théorique (IPhT, CEA/CNRS), Carlo Heissenberg mène des recherches en théorie quantique des champs, amplitudes de diffusion et ondes gravitationnelles. Ses travaux portent principalement sur la limite classique des amplitudes de diffusion et leur application au calcul des observables des ondes gravitationnelles dans le cadre de l’approximation post-minkowskienne.
ERC Starting pour le projet UREikA « Ultrarelativistic Eikonal Amplitudes: gravitational scattering at high energies »
La découverte des ondes gravitationnelles, ces infimes vibrations de l’espace-temps prédites par Einstein, a ouvert une nouvelle fenêtre sur l’Univers. Pour interpréter les signaux enregistrés par les détecteurs, les physiciens doivent être capables de décrire avec une très grande précision le mouvement d’objets extrêmement massifs, comme les trous noirs ou les étoiles à neutrons, lorsqu’ils se croisent ou entrent en collision. Le projet EUREika s’intéresse à une situation encore mal comprise : lorsque deux objets se déplacent à des vitesses proches de celle de la lumière. Dans ce régime extrême, plusieurs questions restent ouvertes. Quelle quantité d’énergie est émise sous forme d’ondes gravitationnelles ? Comment la trajectoire des objets est-elle modifiée par cette émission ? Et quelle est la forme exacte des ondes gravitationnelles produites ?
Pour y répondre, les chercheurs développeront de nouvelles méthodes de calcul issues de la physique des particules afin de décrire plus fidèlement ces phénomènes et à améliorer les modèles utilisés pour interpréter les observations des détecteurs d’ondes gravitationnelles. Au-delà de ces applications, ces travaux permettront de tester certaines des idées les plus fondamentales sur la gravitation, y compris la relativité générale qui décrit la gravitation à grande échelle, et de répondre à des questions de longue date sur sa limite à haute énergie.