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Javier de Lucas

Doctor en Ciencias

Catedrático

HACIA LA

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FISICOSTEORICOS

DE ALTASENERGIAS

19852

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* búsqueda de verdades universales sobre la naturaleza* deducirlas de principios más profundos

* Objetivo: ENCONTRAR EL PUNTO INICIAL DE LAS EXPLICACIONES

AGUAAIRE

ATOMOS

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VERIFICACION EXPERIMENTALDESCRIPCION CUANTITATIVA

FISICA DE ALTAS ENERGIAS

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¿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?

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cerradas abiertas

LAS CUERDAS SON MUY PEQUEÑASLongitud de Planck ~ 10-33 cm

¡¡¡PERO NO SON PUNTUALES!!!

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Entre las infinitas partículas (modos de vibración)están todas las partículas conocidas

base para una teoría=>

unificada

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Historias de partículas puntuales que se propagan en el espacio-tiempo.Se separan y se unen en los PUNTOS de interacción

INFINITOS

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LAS TEORIAS CUANTICAS DE CAMPOS DE PARTICULAS TIENEN DIVERGENCIAS (INFINITOS)

RENORMALIZABLES

NO RENORMALIZABLES

ELECTRODINAMICA CUANTICA

GRAVEDAD CUANTICA

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NO HAY UN PUNTO DEFINIDO DONDE SE PRODUCE LA INTERACCION: DIVISION DE UNA CUERDA EN DOS (O VICEVERSA)

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EN

ER

GIA

TE

OR

IAS

CU

AN

TIC

AS

DE

CA

MP

OS

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HASTA 1995 SOLAMENTE CINCO TEORIAS DE CUERDAS CONSISTENTES

HOY

TEORIAM

I

IIB

IIA

HETEROTICA SO(32)

HETEROTICA E8 E8

SIMETRIAS DE DUALIDAD

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LA CONSISTENCIA DE LA TEORIA M REQUIERE 10 DIMENSIONES ESPACIALES (ADEMAS DEL TIEMPO)

9 DIMENSIONES 3 DIMENSIONES MILES DE POSIBILIDADES

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PREDICCIONES EXPERIMENTALES DEPENDEN DE CÓMO SE REALICE LA COMPACTIFICACION

MILES DE POSIBILIDADES!

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I) La mecánica de Newton (siglo XVII)

Unifica leyes de movimiento de cuerpos terrestres y celestes LEY DE GRAVITACION

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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

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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

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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

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FG Mm d2

RELATIVIDAD GENERAL MECANICA DE NEWTON

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FUENTE + CARGAS

INTENSIDAD Fe ~ 10 40 Fg

235 DIMENSIONES

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1911: modelo atómico de RUTHERFORD

1913: espectro del hidrógeno Bohr

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funciones de onda probabilidades

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ENERGIA DE CAMPOS MAGNETICO Y ELECTRICO DE RAYO DE LUZ

PAQUETES

DIRAC (1928)

ANTIMATERIAPOSITRON (1932)

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MECANICA CUANTICA + CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS = QED (ELECTRODINAMICA CUANTICA)

ENERGIA DEL ELECTRON = (¡INFINITO!)

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MENSAJERO DE LA INTERACCION

fotón

TEORIACUANTICA DECAMPOS

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CAMPO MAGNETICO DEL ELECTRON

PREDICCION QED = 1,00115965214

MEDICION EXPERIMENTAL = 1,001159652188

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INTERACCION FUERTE

CORTO ALCANCE

10-13 cm FUENTE: COLOR

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INTERACCION DEBIL

FUENTE: SABOR

34PREDICHAS 1968 MEDIDAS 1983

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CROMODINAMICA CUANTICA

CONFINAMIENTO

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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)

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* MODELO ESTANDAR NO INCLUYE GRAVEDAD

* INTERACCIONES FUERTES NO APARECEN UNIFICADAMENTE

* ES MUY ARBITRARIO

* LA RELATIVIDAD GENERAL Y LA MECANICA CUANTICA SON INCOMPATIBLES

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¿POR QUE LA UNIFICACION SE DA A GRANDES ENERGIAS?

ENERGIAaceleradores

big bang

teorías gran unificadas

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CONCLUSIONES

* LA TEORIA DE CUERDAS PROVEE UN MARCO NUEVO PROMETEDOR PARA UNA TEORIA CUANTICA DE LA GRAVEDAD Y POSIBLEMENTE LAS DEMAS INTERACCIONES FUNDAMENTALES

* RESUELVE EL PROBLEMA DE LOS INFINITOS Y ANOMALIAS DE TEORIAS PREVIAS

* NO HAY SUPOSICIONES AD-HOC

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“... CREO QUE TODO ESTO ES UN DISPARATE”

Richard Feynman

43FIN