javier de lucas doctor en ciencias catedrático. fisicos teoricos de altas energias 1985
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Javier de Lucas
Doctor en Ciencias
Catedrático
FISICOSTEORICOS
DE ALTASENERGIAS
1985
* búsqueda de verdades universales sobre la naturaleza* deducirlas de principios más profundos
* Objetivo: ENCONTRAR EL PUNTO INICIAL DE LAS EXPLICACIONES
AGUAAIRE
ATOMOS
VERIFICACION EXPERIMENTALDESCRIPCION CUANTITATIVA
FISICA DE ALTAS ENERGIAS
¿Qué es una cuerda fundamental?
¿Qué problemas de teorías anteriores resuelve y de qué forma?
¿Qué preguntas intenta responder la teoría de cuerdas?
¿Por qué la búsqueda de la teoría final se da en el contexto de la física de altas energías?
cerradas abiertas
LAS CUERDAS SON MUY PEQUEÑASLongitud de Planck ~ 10-33 cm
¡¡¡PERO NO SON PUNTUALES!!!
Entre las infinitas partículas (modos de vibración)están todas las partículas conocidas
base para una teoría=>
unificada
Historias de partículas puntuales que se propagan en el espacio-tiempo.Se separan y se unen en los PUNTOS de interacción
INFINITOS
LAS TEORIAS CUANTICAS DE CAMPOS DE PARTICULAS TIENEN DIVERGENCIAS (INFINITOS)
RENORMALIZABLES
NO RENORMALIZABLES
ELECTRODINAMICA CUANTICA
GRAVEDAD CUANTICA
NO HAY UN PUNTO DEFINIDO DONDE SE PRODUCE LA INTERACCION: DIVISION DE UNA CUERDA EN DOS (O VICEVERSA)
EN
ER
GIA
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AS
DE
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OS
HASTA 1995 SOLAMENTE CINCO (5) TEORIAS DE CUERDAS CONSISTENTES
HOY
TEORIAM
I
IIB
IIA
HETEROTICA SO(32)
HETEROTICA E8 E8
SIMETRIAS DE DUALIDAD
LA CONSISTENCIA DE LA TEORIA M REQUIERE 10 DIMENSIONES ESPACIALES (ADEMAS DEL TIEMPO)
9 DIMENSIONES 3 DIMENSIONES MILES DE POSIBILIDADES
PREDICCIONES EXPERIMENTALES DEPENDEN DE CÓMO SE REALICE LA COMPACTIFICACION
MILES DE POSIBILIDADES!
I) La mecánica de Newton (siglo XVII)
Unifica leyes de movimiento de cuerpos terrestres y celestes LEY DE GRAVITACION
LARGO ALCANCE
Domina el universo a grandes escalas
FG Mm d2
UNIVERSAL: actúa entre todas las partículas FUENTE: masaINTENSIDAD: proporcional a las masas inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
En 1905 Albert Einstein modificó las nociones de espacio y tiempo de Newton
espacio-tiempoEn 1915, la teoría de laRELATIVIDAD GENERALreemplazó la idea newtonianade la gravedad como atracciónentre todos los cuerpos masivos. GRAVITACION: efecto de la curvatura espacio-tiempo producida por la materia y la energía
CAMPO:TODA PARTICULA ES FUENTE
DE UN CAMPO TAL QUE CUALQUIER OTRA PARTICULA DENTRO DE SU RANGO DE ACCION EXPERIMENTA UNA FUERZA PROPORCIONAL A LA INTENSIDAD DEL CAMPO EN ESE PUNTO
FG Mm d2
RELATIVIDAD GENERAL MECANICA DE NEWTON
FUENTE + CARGAS
INTENSIDAD Fe ~ 10 40 Fg
5 DIMENSIONES
1911: modelo atómico de RUTHERFORD
1913: espectro del hidrógeno Bohr
funciones de onda probabilidades
ENERGIA DE CAMPOS MAGNETICO Y ELECTRICO DE RAYO DE LUZ
PAQUETES
DIRAC (1928)
ANTIMATERIAPOSITRON (1932)
MECANICA CUANTICA + CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS = QED (ELECTRODINAMICA CUANTICA) ENERGIA DEL ELECTRON = (INFINITO!)
MENSAJERO DE LA INTERACCION
fotón
TEORIACUANTICA DECAMPOS
CAMPO MAGNETICO DEL ELECTRON
PREDICCION QED = 1.00115965214
MEDICION EXPERIMENTAL = 1.001159652188
INTERACCION FUERTE
CORTO ALCANCE
10-13 cmFUENTE: COLOR
INTERACCION DEBIL
FUENTE: SABOR
PREDICHAS 1968 MEDIDAS 1983
CROMODINAMICA CUANTICA
CONFINAMIENTO
QUARKS: u dcargas 2/3 -1/3
PROTONES: u u d (2/3 + 2/3 - 1/3) = 1 NEUTRONES: u d d (2/3 - 1/3 - 1/3) = 0
masa (protón) ~ masa (neutrón) >> masa (electrón)
* MODELO ESTANDAR NO INCLUYE GRAVEDAD
* INTERACCIONES FUERTES NO APARECEN UNIFICADAMENTE
* ES MUY ARBITRARIO
* LA RELATIVIDAD GENERAL Y LA MECANICA CUANTICA SON INCOMPATIBLES
¿POR QUE LA UNIFICACION SE DA A GRANDES ENERGIAS?
ENERGIAaceleradores
big bang
teorías gran unificadas
CONCLUSIONES* LA TEORIA DE CUERDAS PROVEE UN MARCO NUEVO PROMETEDOR PARA UNA TEORIA CUANTICA DE LA GRAVEDAD Y POSIBLEMENTE LAS DEMAS INTERACCIONES FUNDAMENTALES
* RESUELVEN EL PROBLEMA DE LOS INFINITOS Y ANOMALIAS DE TEORIAS PREVIAS
* NO HAY SUPOSICIONES AD-HOC
“... CREO QUE TODO ESTO ES UN DISPARATE”
Richard Feynman