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Javier de Lucas
Doctor en Ciencias
Catedrático
FISICA
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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 (5) 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 cmFUENTE: 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
* RESUELVEN 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