La teoría de cuerdas y el plasma de quarks y gluones

1. La teoría de cuerdas y el plasma de quarks y gluones Mariano Chernicoff M. Departamento de Altas Energías Instituto de Ciencias Nucleares

2. Plan de la Plática • Introducción 1: El plasma de quarks y gluones. • Introducción 2: La correspondencia AdS-CFT. • Algunos antecedentes (ilustrativo). • El potencial quark-antiquark (JHEP 0702:084,2007con • J.A. García, A. Güijosa) y otros resultados • (JHEP 0702:084,2007con A. Güijosa). • Conclusiones

3. Introducción 1: El plasma de quarks y gluones ¿Qué es y cómo se crea? • Aceleran núcleos de oro y los hacen chocar a velocidades relativistas • Entran 400 nucleones, salen aprox. 5000 hadrones. • Las energías 100 Gev por nucleón 1-10 Gev por hadrón ... Y después de la colisión: quarks y gluones desconfinados!!!

4. A través de diversas mediciones se conocen algunas características importantes del plasma de quarks y gluones: • El sistema está en equilibrio térmico ( ). • quarks y gluones desconfinados. • Es un sistema fuertemente acoplado. QCD en la red no dice nada sobre propiedades dinámicas, ¿qué otras herramientas tenemos para estudiar el plasma? • Partones que atraviesan el medio pierden energía (supresión de chorros). • QCD perturbativo predice apantallamiento en el potencial quark-antiquark (estático) a temperaturas altas. • Simulaciones en la red predicen supresión del estado base • del “charmonio” a temperaturas del orden de

5. Introducción 2: La correspondencia AdS/CFT Maldacena (1997); Gubser, Klebanov, Polyakov; Witten (1998) Teoría de Cuerdas en 9+1 sobre SYM,con N = 4 en 3+1 sobre Minkowski

6. Algunas pistas sobre esta relación... , escala energética y espacio interno Las constantes de ambas teorías se relacionan de la siguiente forma: y Existe un diccionario (en construcción) que nos permite relacionar ambas teorías, por ejemplo: Campos en la teoría de cuerdas Operadores invariantes de norma Las cuentas del lado de cuerdas están bajo control cuando: y precisamente cuando la teoría de norma esta fuertemente acoplada!!!.... como el plasma de quarks y gluones.

7. Un problema: SYMN = 4 NO es QCD QCD SYMN = 4 es constante • Confinada a bajas energías • Materia representación • fundamental • Desconfinada • Materia representación adjunta Pero a temperatura finita, la vida es más alegre... QCD SYMN = 4 • Sigue desconfinada • Potencial quark-antiquark • apantallado • Desconfinada • Potencial quark-antiquark • apantallado

8. ¿Cómo se ve la temperatura del lado de cuerdas? SYMN = 4en 3+1 sobre Minkowski a temperatura finita Teoría de Cuerdas en Horizonte Ahora intentemos aplicar algo de todo esto...

9. Algunos antecedentes ¿A que corresponde un quark estático en el plasma utilizando la correspondencia AdS/CFT? Quark pesado Cuerda Fuente externa en la rep. fundamental de SU(N) Y el par quark-antiquark... quark antiquark Cuerda

10. Un primer antecedente importante: arrastrar un quark pesado en el plasma y calcular la fuerza de arrastre. [Gubser; Herzog, Kovtum, Karch, Kozcas,Yaffe; Casalderrey,Teaney] Algunos números: A partir de la acción de la cuerda, resolvemos ecuaciones de movimiento clásicas sujetas a ciertas condiciones de frontera. El resultado es: AdS/CFT pQCD Charm [Gubser] [van Hees, Greco, Rapp]

11. El potencial quark-antiquark Queremos calcular la energía de un mesón que atraviesa el plasma a velocidad constante... Según la correspondencia AdS/CFT: Energía de la cuerda Energía del par quark-antiquark Un esquema de lo que vamos hacer:

12. La energía como función de la separación con diferentes valores de la velocidad: Se desliga el par [A. García, A. Güijosa, MCh] y

13. Separación máxima y longitud de apantallamiento como función de la velocidad: [Liu, Ragajopal, Wiedemann; García, Güijosa, Ch.] Y podemos concluir que: Y si escala con la velocidad también en QCD, entonces Tenemos supresión del estado base del “charmonio” a menor temperatura, ¿es esto lo que se observa en RHIC?

14. ...Y otros resultados Es posible también calcular la fuerza de arrastre que siente un gluón: [ A. Güijosa, MCh] Y un sistema de k-quarks ligados (en particular el barión): [ A. Güijosa, MCh]

15. Conclusiones • La correspondencias AdS/CFT es una herramienta útil para • obtener información sobre teorías de norma fuertemente acopladas. • En particular, hemos calculadoy obtenido información • sobre la longitud de apantallamiento. • El plasma de quarks y gluones parece ser un escenario prometedor • para que la teoría de cuerdas haga contacto con el mundo real. • Sin embargo, necesitamos seguir avanzando hacia teorías más • similares a QCD y también queremos ser capaces de modelar el • plasma de manera más realista (extensión finita, expansión, etc.). • Queda muchísimo por hacer...

16. La acción de la cuerda: es la generalización de la acción de la partícula relativista para un objeto bidimensional. es la métrica del espacio-tiempo son las coordenadas de la cuerda (campos escalares sobre la hoja de mundo). , la densidad de momento canónico conjugado. Con y