Treballant en estreta col·laboració amb les dades experimentals, el nostre departament es centra en provar les lleis fonamentals de la física i l'origen de l'univers físic. Treballem en les àrees de Física Nuclear, Partícules i Matemàtiques, Cosmologia Teòrica i Experimental i Astronomia d'Ones Gravitacionals.
Recerca bàsica.
Aquest departament fa la investigació bàsica en diversos temes fonamentals relacionats amb la física:
1) Comprendre l'acceleració còsmica i l'evolució de les galàxies a través de l'estudi de l'estructura a gran escala de Mapes Còsmics. Això inclou el desenvolupament de prediccions i models precisos, anàlisi de cadenes de dades i grans simulacions de CMB, lents gravitacionals febles i galàxies.
2) Teories clàssiques i quàntiques de gravetat modificada per comprendre de manera unificada l'evolució del nostre univers: a partir del Big Bang i la inflació fins a una possible singularitat futura. Les fluctuacions de l'energia en el buit quàntic i l'efecte de Casimir en els dominis de la teoria quàntica de camps, de la gravetat i de la cosmologia. Regularització de la funció Zeta en aquest context. Formació d'estrelles pesades en models modificats de gravetat i la seva comparació amb observacions
3) Gravetat relativista. Estudis teòrics de les principals fonts d'ones gravitacionals, tant per a la construcció de formes d'ona com per al desenvolupament de noves ciències a partir de les observacions.
4) La física dels objectes estel·lars compactes, dels seus components més petits i la quark-gluon plasma phase que existia tot just mil·lèsimes de segon després del Big Bang. Formulació i utilització de teories de transport associades a aquestes fases.
Investigació experimental
Aquest departament participa en diversos experiments basats en l'espai i la terra, on sovint cobrim la majoria dels aspectes del projecte: finançament i gestió, definició i disseny tècnic i científic, desenvolupament de la instrumentació, producció i integració, software (control, gestió i reducció de dades) i l'assimilació i la interpretació de la ciència. La llista actual de projectes en curs, en diferents etapes de la seva finalització (veure detalls dels principals projectes a continuació) és:
5) Cartografiats de Galàxies Cosmològiques: Dark Energy Survey (DES), Physics of the Accelerating Universe Survey (PAUS), Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) i Euclid. Recentment WFIRST i LSST surveys. Desenvolupament de grans simulacions cosmològiques (MICE), reducció de les cadenes de dades i accés al portal web de bases de dades.
6) Missions d'Ones Gravitacionals: LISA-Pathfinder y eLISA. També es treballa en la preparació del Telescopi Einstein, STE-QUEST, ELGAR, 3Cat-2 i GRLOW (projecte intern).
7) Missions física fonamental: Dense Matter Working Group of the Large Observatory for X- Ray Timing (LOFT) i el Fundamental Physics Scientific Panel of X-ray Imaging Polarimetry Explorer (XIPE), que participa a la ESA Cosmic M4 i laboratoris inclou : integració, control i gestió d'instruments; hardware per a missions espacials (unitats de control, sensors termals i magnètics, sistemes òptics i mecànics); software per a missions espacials; electrònica; interferometría làser a baixes freqüències; CCD i caracterització de filtres; modelatge i monitoratge termic i òptic; buit i refrigeració criogènics; guia del telescopi, enfocament i alineació; simulació d'instruments i imatges; requisits i documentació del projecte; laboratori òptic, laboratori del magnetisme, sales blanques, sales fosques i d'operacions.
Exemples de sinergies entre aquests projectes:
DES s´utilitza per al seguiment ràpid de deteccions d'ones gravitatòries. DES, DESI i PAU van construir nous instruments Wide Field (DECam, DESI i PAUcam) per portar a terme estudis de galàxies d'última generació i situar-se en el focus principal dels telescopis de classe 4 m (Blanco, Mayall i WHT). Amb aquests instruments s'analitzarà sobre la història d'expansió de l'Univers i l'evolució de les estructures cósmiques mitjançant la mesura de la modificació de formes de galàxies induïdes pels efectes de les lents gravitatòries de la matèria fosca i la distribució tridimensional de les estructures de galàxies i grups de galàxies. Així com DECam i DESI són versions actualitzades de conceptes existents (per exemple SDSS), PAUcam és el primer instrument del seu tipus en explorar una nova finestra en astronomía observacional: la de mostres completes amb tota la informació sobre la distribució d'energia espectral. Aquesta característica única en PAUcam ens permetrà fer estudis de calibratge clau per DES, DESI, Euclid, LSST i WFIRST. Per modelar aquest cartografiats, utilitzem el supercomputador Marenostrum al Barcelona Supercomputing Center, per desenvolupar les simulacions cosmològiques més grans fins ara, MICE. Les simulacions i els catàlegs reals de Galaxy es posen a disposició del públic a través del nostre portal web CosmoHUB, desenvolupat conjuntament pel departament de CFP i el Port d'Informació Científica (www.pic.es).
Cap del Departament: Enrique Gaztañaga
