I Progetti FIS presso la Sezione di Padova
Progetti finanziati dal bando FIS2 – (Decreto Direttoriale n. 1236 del 1-8-2023)
QAXION FIS-2023-02106
CUP I53C25001880001
P.I. e Responsabile di Unità INFN: Di Luzio Luca
Durata: dal 17/08/2026 al 16/08/2029
Budget: Euro 1.501.036,52
QAXION è un progetto interdisciplinare che integra fisica delle particelle, astrofisica e cosmologia per affrontare alcune sfide teoriche centrali della fisica degli assioni e le loro ricadute sperimentali. L’ipotesi dell’assione, oggi sempre più vicina a una possibile verifica sperimentale, rappresenta una delle estensioni più motivate del Modello Standard, poiché offre al tempo stesso una soluzione elegante al problema della CP forte e un candidato naturale per la materia oscura.
Un obiettivo centrale di QAXION è migliorare la descrizione delle interazioni assione-adroni in regimi non perturbativi, dove la teoria delle perturbazioni chirali standard non è affidabile. A tal fine il progetto utilizzerà tecniche di unitarizzazione, basate su unitarietà e analiticità delle ampiezze di scattering, per studiare in modo controllato processi cruciali come la produzione termica di assioni nell’Universo primordiale e l’emissione di assioni da Supernovae. Questi calcoli, includendo effetti di temperatura finita e densità barionica, forniranno previsioni più robuste per valutare la sensibilità di esperimenti sulla radiazione cosmica di fondo e per sviluppare strategie realistiche di rivelazione diretta di assioni da Supernova.
Un ulteriore obiettivo di QAXION è approfondire il legame tra assioni, violazione di CP e nuove forze di lungo raggio mediate dagli assioni. In questo contesto, il progetto svilupperà un programma di teoria di campo efficace per collegare l’accoppiamento scalare assione-nucleone a sorgenti generiche di violazione di CP ad alte energie e valutarne l’impatto su segnali osservabili in esperimenti di forze di lungo raggio mediate da assioni, con possibili implicazioni per l’asimmetria materia-antimateria dell’Universo.