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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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PANORAMA DE FISICA EN LA ACTUALIDAD JAVIER DE LUCAS
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
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
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)
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
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
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)
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
IMPLICACIONES DE SUPERSIMETRÍA • Unificación de acoplos • Explicación de materia obscura • Posible explicación de bariogénesis (¿por qué estamos aquí?) • ¿Neutrinos livianos?... • Resuelve problema de jerarquías
Super Kamiokande t(p -> e+po)>1033 años
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