Breve descripcion de la física fundamental y la teoría de cuarda

1. Sobre la forma, localización, y
dimensiones del Inferno de Dante
Diego Gallego
Grupo de Física Teórica y Computacional
Escuela de Física
UPTC
Coloquio de Física, Septiembre 30 de 2010

2. Dimensiones:
¿Qué tienen de especial 3 dimensiones espaciales?
Localización: ¿tiene un lugar dentro de algo más grande?
FORMA
¿Qué tan grande es el universo?

3. Sobre la forma,
Localización y
dimensiones de nuestro
UNIVERSO
La teoría de cuerdas
pregunta

5. Sir Isac Newton 1643-1727

6. Dinámica de los campos y corrientes
James Clerk Maxwell 1831-1879

7. FÍSICA MODERNA
Quinta conferencia de Solvay, 1927

8. RELATIVIDAD ESPECIAL 1905
¿Qué pasa si nos movemos a velocidades muy altas?
Existe una velocidad límite
Velocidad de la Luz C
Cualquier observador mide C
El espacio y el tiempo son
muy parecidos. Unifica el
espacio y el tiempo
ESPACIO-TIEMPO
Albert Einstein
Dilatación del tiempo
Contracción de la longitud
¿Masa = energía, energía = masa ?

9. RELATIVIDAD GENERAL 1916
¿Objetos con masas, energías, muy grades?
A velocidades, energías y masas muy grandes las
predicciones de Newton empiezan a fallar.

10. MECÁNICA CUÁNTICA
El mundo de los muy pequeño
N. Bohr L. De Broglie
W. Heisenberg E. Schroedinger
W. E. Pauli P.A.M. Dirac

11. FÍSICA
CONTEMPORANEA

12. Electrodinámica Cuántica
Teoría cuántica de campos 1940’s
Partículas puntuales cuánticas relativistas.
Interacción entre electrones como un
intercambio de partículas de luz, fotones.
R. Feynman
Relatividad especial + cuántica + simetría
local U(1).
Tomonaga J. Schwinger

13. Interacción fuerte
Mantiene los constituyentes
del núcleo unidos.
Interacción débil
Decaimientos radioactivos

14. Con simetría local SU(3) x SU(2) x U(1)
S. Glashow A. Salam S. Weinberg

15. Materia Oscura
Energía Oscura
El universo se está expandiendo
aceleradamente!!!!
Constante cosmológica positiva y
muy pequeña
La TCC la predice pero con un error de 100000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000000000000000000

16. Física del big-bang y de hoyos negros

19. 10000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000000
0000000 veces más débil que la
interacción eléctrica

20. Mecánica Cuántica
El espacio-tiempo es
fluctuante
Relatividad General
El espacio-tiempo es
suave.

21. Las teorías físicas son
cada vez más
sencillas y poderosas.
¿Existe una sola
teoría para
describir todo
lo que vemos?

23. Las partículas fundamentales están descritas
por objetos unidimensionales:
cuerdas cuánticas relativistas.
Distintos modos de oscilación de la cuerda se
manifiestan como partículas diferentes.
J. Schwarz
E. Witten M. Green

24. Es una teoría rígida
Sólo un parámetro libre ls
Las interacciones están completamente
dictadas por la teoría.
Sólo cinco teorías consistentes:
todas hijas de una única
No cuenta con divergencias
Una teoría cuántica relativista del TODO!!!!!!!
Contiene las teorías de Yang-Mills
El gravitón aparece en su espectro : GRAVEDAD CUÁNTICA!
A bajas energías, ls=0, se reduce a una teoría cuántica de
campos Supersimétrica.

26. Tan pequeñas que no las hemos detectado.
Kaluza-Klein 1926

27. Compactificar en toros
Compactificar en Calabi-Yau

28. La compactificación se debe generar de forma dinámica:
Cada solución es un universo completamente distinto al
solucionando las ecuaciones de movimiento
otro: MULTIVERSO
Se estima un número de soluciones del orden
Los universos con constante
cosmológica pequeña son
muy escasos.

29. La teoría de cuerdas se presenta un
marco unificado para describir todas las
interacciones fundamentales conocidas
Predice
necesariamente 10
dimensiones del
espacio-tiempo.
Las dimensiones extra deben estar
compactificadas y tener una forma CY.
Predice un Multiverso, y universos con una constante
cosmológica pequeña, como el nuestro, son escasísimos.

30. PROBLEMAS
Faltan detalles por entender de la teoría.
Predice 10 no 4 dimensiones del espacio-tiempo.
La infinidad de soluciones para ir 4 dimensiones
hace que pierda atractivo.
Aunque se han hallado soluciones muy parecidas a nuestro
universo aun no nos hemos encontrado en el paisaje de vacios.
Podremos hallar nuestro universo?
Las predicciones fenomenológicas hasta ahora logradas
para distinguir univocamente la teoría de supercuerdas, no
pueden ser corroboradas por experimento actual alguno.
Varias de sus consecuencias sí pueden detectarse y serán
buscadas próximamente.