De DIRAC às CORDAS: TQC’s e IF’s Campos Quânticos / Simetrias Clássicas.

1. De DIRAC às CORDAS:TQC’s e IF’sCampos Quânticos / Simetrias Clássicas. J. A. Helayël-Neto CBPF/MCT e GFT - JLL

2. O que são as Interações Fundamentais? Gravidade Eletromagnetismo Força Nuclear Forte Força Nuclear Fraca 5a Força? Interações Fundamentais~Escalas Energia~Comprimento

3. Referências de Energia Massas das partículas sub-nucleares: Massado próton, nêutron ~10-27 kg. E=mc2 1 eV ~ 10-19 J Próton, Nêutron~0.94 GeV Giga:109 eV, KeV, MeV, GeV, TeV.

4. Relação entre Energia e Comprimento GeV~10-14 cm=10-1 Fm. Modelo-Padrão ~ GeV (O que é?) • TeV: Física além do Modelo-Padrão: Questões a serem esclarecidas com o LHC.

5. Densidade de matéria/energia: 1,02  0.02. 0,75 (energia escura) 0,27 (matéria) 0,04 (conhecida) 0.23 (escura) ~90%. Radiação:10-5 (desprezada)

6. TQC’s e IF’s . 1926: Dirac – Formalização da MQ – Simetrias (Weyl, 1927) . 1927: Dirac - Fundamentos das TQC’s; Jordan. Campos quânticos x Partículas. . 1927: Dirac - T Q da Dispersão (fundamentos da QED). .1928: Dirac - T Q para o elétron (MQRel)

7. Avanços em TQC’s: Simetrias. • 1931: Dirac – Predição do pósitron, anti-próton e das anti-matéria (papel da simetria-C); monópólos magnéticos. Tudo isto em um único trabalho: Proc. Roy. Soc. A133 (1931) 60. • 1934: Fermi – QED.

8. O Programa das IF’s • 1949 – 1951: Feynman – Schwinger – Tomonaga : QED. 1952: Dirac – Gauge Symmetry. . 1954: Teorias de Y-M. . 1956: Lee – Yang: Parity violation. Salam revê o paper de Y-M. Utyiama: Geometrização das IF’s.

9. O Programa das IF’s - Simetrias • 1957: Schwinger – “A Th. of the FI’s”. • 1961: Salam e Ward – “On a Gauge Th. of Elementary Interactions”. . 1961: Glashow e Gell-Mann: “Gauge Th’s and Vector Particles”.

10. Teoria Eletrofraca e QCD • 1964 – 1968: Teoria Eletrofraca. Interações e.m.’s e nucleares fracas têm origem comum: UNIFICAÇÃO.SU(2)xU(1) . 1969: Scaling em DIS (SLAC). Symanzik: Liberdade Assintótica. . 1972 – 1973: Liberdade assintótica nas teorias de gauge: QCD, SU(3). (Gross, Politzer, Wilczek).

11. Interações Fundamentais ~ Teorias de Yang-Mills. (1954) Simetrias. Universalização. Matéria Interações Dimensões. Organização da Matéria: quarks, léptons.(preons?) Matéria Escura?

12. q's: (u,d); (c,s); (t,b). l's: (e,ve); (u,vu); (t,vt). Bósons de gauge Higgs Monopólos Magnéticos. InteraçõesXDimensões. Visão de Yang-Mills. (Geometrização).

13. Gravitação, SUSY e SUGRA • 1973: Retomada da Quantum Gravity. • 1973: SUSY e IF’s. • 1974 – 1978: Unificação: SU(5), SO(10), E(6). • 1975: SUSY e QED. • 1976: SUSY e Gravitação: SUGRA. • 1978: SUSY e altas dimensões: K-K renasce. • 1984: Supercordas + Novos cenários e BSMΦ .

14. Reflexão: Física X Matemática. Interações fundamentais:Matemática, Teoria, Fenomenologia,Experimento. Geometrização Novas Dimensões Lei da Gravidade (~0.2 mm) 3 cenários (em debate). Gravidade em Questão.

15. Matéria Escura (Interações Fundamentais) Energia Escura (Cosmo). Novas modalidades de Matéria. Novas Simetrias. Grandes desafios teóricos Experimentos da Física das IFs LHC (2009 - 2014).

16. Grandes Questões??? • 3 gerações de matéria observadas; novas gerações??? • massa da matéria • Bósons de Higgs; • Monopólos; • Dimensões (GUT's); • Novas partículas; (un)-particles • Decaimento do próton (1033 anos) • n: Decaimento-beta (880 segundos).

17. Grandes Nomes: • Dirac • Campos Quânticos • (1926, 1927) • Elétron (1928) • Monopólos Magnéticos • (1931)

18. Salam • Simetrias • Papel da teoria Y-M • Interações Eletrofracas • SUSY e SUGRA • Unificação : p-decay • ICTP

19. Outros Grandes Nomes: • Schwinger • Feynman • C. N. Yang • ‘t Hooft • Veltman • Sites: • CERN, SLAC, Fermilab, Gran Sasso, RHIC.

20. FIM