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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

  1. PANORAMA DE FISICA EN LA ACTUALIDAD JAVIER DE LUCAS

  2. Física en 4D

  3. 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

  4. EL MODELO ESTÁNDAR

  5. CONFIRMACION DEL BIG BANG

  6. 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…

  7. E S C A L A S

  8. INFLACIÓN COSMOLÓGICA Expansión Exponencial ?

  9. 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

  10. Contenido de Energía del Universo

  11. El Paisaje de la Teoría de Cuerdas

  12. 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)

  13. ¿Es nuestro Universo una ‘Brana’?

  14. El Mundo Brana Teoría Horaa-Witten t=1995-1998 Dimensiones extra grandes (0.1mm)!

  15. La Teoría M es Única Pero hay muchas soluciones. Cada solución: un Universo diferente

  16. Teorías Efectivas

  17. 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.

  18. 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

  19. 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

  20. Espacios con gargantas Volume

  21. Multi-gargantas

  22. Fijando todos los moduli y espacios con gargantas KKLT, BKQ, SS V axion volume

  23. Modelos Realistas CG-MQU, CSU

  24. Espacio de Soluciones Soluciones clásicas Decaimiento cuántico (efecto túnel)

  25. MULTIVERSO

  26. Supersimetría y Dimensiones Extra

  27. Soluciones al problema de jerarquías • Supersimetría • Principio Antrópico • Dimensiones Extra: 1. Dimensiones exponencialmente grandes 2. Gargantas

  28. 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

  29. UNIFICACIÓN DE ACOPLOS

  30. IMPLICACIONES DE SUPERSIMETRÍA • Unificación de acoplos • Explicación de materia obscura • Posible explicación de bariogénesis (¿por qué estamos aquí?) • ¿Neutrinos livianos?... • Resuelve problema de jerarquías

  31. FUTURO CERCANO

  32. Super Kamiokande t(p -> e+po)>1033 años

  33. International Linear Collider

  34. PREGUNTAS ABIERTAS • Modelo concreto realista (bottom-up) • Control de escalas posibles • Predicciones concretas • Constante cosmológica (¿solo principio antrópico?)

  35. PANORAMA DE FISICA EN LA ACTUALIDAD FIN

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