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PANORAMA DE. FISICA. EN LA ACTUALIDAD. JAVIER DE LUCAS. Física en 4D. SIGLO XX. Modelo Estándar de Partículas Modelo Estándar de Cosmología. 3+1 Dimensiones 3+1 Interacciones 3+1 Familias. Modelo Big-Bang (FRW) + Modelo Estándar de PE + Termodinámica. EL MODELO ESTÁNDAR.

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Presentation Transcript


PANORAMA DE

FISICA

EN LA ACTUALIDAD

JAVIER DE LUCAS


Física en 4D


SIGLO XX

  • Modelo Estándar de Partículas

  • Modelo Estándar de Cosmología

3+1 Dimensiones

3+1 Interacciones

3+1 Familias

Modelo Big-Bang (FRW) +

Modelo Estándar de PE +

Termodinámica


EL MODELO ESTÁNDAR


CONFIRMACION DEL BIG BANG


Grandes Enigmas

  • Gravedad Microscópica

  • Jerarquías : MEW/MPlanck=10-15(Supersimetría?)

  • Constante Cosmólogica MΛ/MEW=10-15 (??)

  • Por Qué? (3+1 dimensiones, fuerzas, familias; masas, acoplos (20 parámetros libres) )

  • Cosmología : Big-Bang (singularidad)

    Planitud, Horizonte,… Inflación?

    Energía Obscura (constante cosmologica?)

    Materia Obscura

    Bariogénesis…


E

S

C

A

L

A

S


INFLACIÓN COSMOLÓGICA

Expansión Exponencial

?


EVIDENCIA EXPERIMENTAL

Ω = ΩΛ + ΩM + ΩK = 1

Ω = ρ/ρc densidad de energίa relativa

K = -1,0,1 universo abierto, plano, cerrado

ΩΛ~ 0.7, ΩM~ 0.3, Ωk~ 0


Contenido de Energía del Universo


El Paisaje de la Teoría de Cuerdas


TEORÍA DE CUERDAS

  • Partículas son cuerdas

  • Gravitación incluida

  • Unifica todas las partículas y fuerzas (sueño de Einstein)

  • El Universo tiene 10 (11) dimensiones

  • Nuestro universo 10d = 4d+6d

    (6d muy pequeñas)


¿Es nuestro Universo una ‘Brana’?


El Mundo Brana

Teoría

Horaa-Witten

t=1995-1998

Dimensiones extra grandes (0.1mm)!


La Teoría M es Única

Pero hay muchas soluciones.

Cada solución: un Universo diferente


Teorías Efectivas


El Problema

  • Teoría única pero muchas soluciones (?).

  • Algunas soluciones se parecen al modelo estándar (supersimétrico (SUSY)).

  • Degeneración: Discreta + Continua (SUSY) .

  • Problemas principales:

Romper SUSY + Degeneración de vacíos.


Historia

  • Antes de 1986 Compactificaciones: Muchos parámetros libres o moduli (tamaño y forma de dimensiones extra).

  • 1995<t<2002 Más moduli! (posiciones de D-branas)

  • Después de 2002 Flujos fijan moduli !

Dilaton S, Kähler T

Complex structure U

Wilson lines W


Escenario KKLT

  • Cuerdas IIB en Espacio de Calabi-Yau (6d)

  • Flujos

    ∫aF3 = n a ∫bH3 = m b

    SuperpotencialW = ∫ G3ΛΩ, G3 = F3 –iSH3

    Potencial: V= eK |DaW|2

    Mínimo DaW = 0 Fija los Ua y S

    T moduli sin fijar: No-Scale models

Tamaño de ciclo a = Ua

GKP


Espacios con gargantas

Volume


Multi-gargantas


Fijando todos los moduli y espacios con gargantas

KKLT, BKQ, SS

V

axion

volume


Modelos Realistas

CG-MQU, CSU


Espacio de Soluciones

Soluciones clásicas

Decaimiento cuántico

(efecto túnel)


MULTIVERSO


Supersimetría y Dimensiones Extra


Soluciones al problema de jerarquías

  • Supersimetría

  • Principio Antrópico

  • Dimensiones Extra:

    1. Dimensiones exponencialmente grandes

    2. Gargantas


SUPERSIMETRÍA

electrón (s=1/2) selectrón (s=0)

quark (s=1/2) squark (s=0)

fotón (s=1) fotino (s=1/2)

W (s=1) Wino (s=1/2)

Extensión más general de las simetrías del espacio-tiempo

Presente en cuerdas por consistencia


UNIFICACIÓN DE ACOPLOS


IMPLICACIONES DE SUPERSIMETRÍA

  • Unificación de acoplos

  • Explicación de materia obscura

  • Posible explicación de bariogénesis (¿por qué estamos aquí?)

  • ¿Neutrinos livianos?...

  • Resuelve problema de jerarquías


FUTURO CERCANO


Super Kamiokande

t(p -> e+po)>1033 años


International Linear Collider


PREGUNTAS ABIERTAS

  • Modelo concreto realista (bottom-up)

  • Control de escalas posibles

  • Predicciones concretas

  • Constante cosmológica (¿solo principio antrópico?)


PANORAMA DE

FISICA

EN LA ACTUALIDAD

FIN


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