HACIA LA Javier de Lucas Doctor en Ciencias

HACIA LA Javier de Lucas Doctor en Ciencias Catedrático 1

2 1985 FI SI CO DE TE S AL OR I T C EN AS OS ER GI AS 2

* búsqueda de verdades universales sobre la naturaleza * deducirlas de principios más profundos * Objetivo: ENCONTRAR EL PUNTO INICIAL DE LAS EXPLICACIONES AGUA AIRE ATOMOS 3

VERIFICACION EXPERIMENTAL DESCRIPCION CUANTITATIVA FISICA DE ALTAS ENERGIAS 4

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cerradas abiertas LAS CUERDAS SON MUY PEQUEÑAS Longitud de Planck ~ 10 -33 cm ¡¡¡PERO NO SON PUNTUALES!!! 6

Entre las infinitas partículas (modos de vibración) están todas las partículas conocidas base para una teoría => unificada 7

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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 9

LAS TEORIAS CUANTICAS DE CAMPOS DE PARTICULAS TIENEN DIVERGENCIAS (INFINITOS) RENORMALIZABLES NO RENORMALIZABLES ELECTRODINAMICA CUANTICA GRAVEDAD CUANTICA 10

NO HAY UN PUNTO DEFINIDO DONDE SE PRODUCE LA INTERACCION: DIVISION DE UNA CUERDA EN DOS 11 (O VICEVERSA)

12 TEORIAS CUANTICAS DE CAMPOS ENERGIA

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HASTA 1995 SOLAMENTE CINCO TEORIAS DE CUERDAS CONSISTENTES HOY SIMETRIAS DE DUALIDAD I HETEROTICA SO(32) HETEROTICA E 8 IIB TEORIA M IIA 14

LA CONSISTENCIA DE LA TEORIA M REQUIERE 10 DIMENSIONES ESPACIALES (ADEMAS DEL TIEMPO) 9 DIMENSIONES 3 DIMENSIONES MILES DE POSIBILIDADES 15

PREDICCIONES EXPERIMENTALES DEPENDEN DE CÓMO SE REALICE LA COMPACTIFICACION MILES DE POSIBILIDADES! 16

I) La mecánica de Newton (siglo XVII) Unifica leyes de movimiento de cuerpos terrestres y celestes LEY DE GRAVITACION 17

LARGO ALCANCE Domina el universo a grandes escalas UNIVERSAL: actúa entre todas las partículas FUENTE: masa INTENSIDAD: proporcional a las masas inversamente proporcional al cuadrado de la distancia FG Mm d 2 18

En 1905 Albert Einstein modificó las nociones de espacio y tiempo de Newton espacio-tiempo En 1915, la teoría de la RELATIVIDAD GENERAL reemplazó la idea newtoniana de la gravedad como atracción entre todos los cuerpos masivos. GRAVITACION: efecto de la curvatura espacio-tiempo producida por la materia y la energía 19

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 20

FG Mm 2 d RELATIVIDAD GENERAL MECANICA DE NEWTON 21

FUENTE + INTENSIDAD CARGAS Fe ~ 10 40 Fg 22

5 DIMENSIONES 23

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1911: modelo atómico de RUTHERFORD 1913: espectro del hidrógeno Bohr 25

funciones de onda probabilidades 26

ENERGIA DE CAMPOS MAGNETICO Y ELECTRICO DE RAYO DE LUZ PAQUETES DIRAC (1928) ANTIMATERIA POSITRON (1932) 27

MECANICA CUANTICA + CAMPOS ELECTRICOS Y MAGNETICOS = QED (ELECTRODINAMICA CUANTICA) ENERGIA DEL ELECTRON = (¡INFINITO!) 28

TEORIA CUANTICA DE CAMPOS fotón MENSAJERO DE LA INTERACCION 29

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CAMPO MAGNETICO DEL ELECTRON PREDICCION QED = 1, 00115965214 MEDICION EXPERIMENTAL = 1, 001159652188 31

INTERACCION FUERTE CORTO ALCANCE 10 -13 cm FUENTE: COLOR 32

INTERACCION DEBIL FUENTE: SABOR 33

PREDICHAS 1968 MEDIDAS 198334

CROMODINAMICA CUANTICA 35 CONFINAMIENTO

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QUARKS: u cargas 2/3 d -1/3 PROTONES: u u d (2/3 + 2/3 - 1/3) = 1 NEUTRONES: u d d (2/3 - 1/3) = 0 masa (protón) ~ masa (neutrón) >> masa (electrón) 37

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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 39

¿POR QUE LA UNIFICACION SE DA A GRANDES ENERGIAS? teorías gran unificadas big bang aceleradores ENERGIA 40

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 41

“. . . CREO QUE TODO ESTO ES UN DISPARATE” Richard Feynman 42

FIN 43