研究

暗物质

在宇宙中的所有质量能量中，包括我们直接测量或观察到的所有粒子（星星，行星，星际气体，地球上的所有生命）仅占宇宙饼图的15％。绝大多数宇宙的质量仅是间接观察到的，并被称为暗物质。尽管如此，暗物质的引力效应是众多而深刻的，许多独立的测量都融合在一个非常一致的故事上。问题是，除了在那里，我们对暗物质一无所知。暗物质粒子的质量是多少？它会与自身相互作用，还是与普通颗粒相互作用？是否有多种暗物质，也许类似于构成普通物质的质子，中子和电子？早期宇宙中如何产生暗物质，随着宇宙冷却，它如何与标准模型颗粒的热浴相互作用？我们的小组有兴趣通过新的地面和天体物理检测方法，现有数据的新分析以及了解深色物质热历史的新框架来解决这些问题。

能源边界

大型强子对撞机（LHC）在2012年发现了希格斯玻色子，并且仍然是一款前所未有的强大通用通用发现机。在即将到来的跑步中，LHC将进一步向前推进未开发的领域，寻找光线和弱耦合的颗粒，并探测能量边界的最高范围。其他基于对撞机的实验，例如B-Meson Factory Belle和特殊用途探测器，例如Mathusla和Codexb，为发现提供了独特的功能。希格斯玻色子仍然是标准模型中最不受欢迎的部分之一。小组研究研究中希格斯在当前和未来的山着人中的精确表征如何对我们宇宙的粒子物理学进行新的启示，并在广泛的当前和计划的实验中开发发现机会。

早期宇宙宇宙学

现在，通货膨胀已成为固定宇宙初始状态的领先理论范例。但是，我们仍然对加速扩张的微物理起源没有详细的理解。此外，从通货膨胀的结束到在大爆炸核合成下产生光元，宇宙的早期热历史仍然是我们宇宙历史上最了解的时期之一。我们不了解通货膨胀如何结束，标准模型与驱动通货膨胀的物理之间的联系受到了很大的约束。因此，将宇宙从其超冷后状态重新加热为热等离子体的机制，负责物质抗逆不是对称物质的详细机制，以及暗物质的详细粒子起源，迄今为止尚不清楚。我们小组研究的关键目标是通过探索驱动通货膨胀时期的物理学与点燃热爆炸的物理学之间的联系来解决我们对宇宙历史的差距。

有效的现场理论

有效的田间理论（EFT）是基于对粒子物理学的现代理解的基本理论框架。然而，尽管取得了巨大的成功，但EFT在我们的宇宙中的应用仍引起了新的难题。标准模型表现出许多微调问题，其中输入参数显得不自然且微调，包括电子层次结构问题，强大的CP问题和宇宙学恒定问题。此外，黑洞热力学和弦理论的证据表明，一旦将重力包括在理论中，并非每个EFT都是允许的，但是“规则”的完整集尚不清楚。伊利诺伊州的研究包括针对微调问题及其现象学后果的解决方案，以及对新技术和标准的探索，这些方法可用于约束我们宇宙中EFT可能出现的哪些EFT。