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Sobre la forma, localización, y dimensiones del Inferno de Dante
Diego GallegoGrupo de Física Teórica y Computacional
Escuela de FísicaUPTC
Coloquio de Física, Septiembre 30 de 2010
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FORMALocalización: ¿tiene un lugar dentro de algo más grande?Dimensiones:
¿Qué tienen de especial 3 dimensiones espaciales?¿Qué tan grande es el universo?
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Sobre la forma,Localización y
dimensiones de nuestroUNIVERSO
La teoría de cuerdas pregunta
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El camino de la Física fundamental
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Gravitación universal
Sir Isac Newton 1643-1727
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Electrodinámica
James Clerk Maxwell 1831-1879
Dinámica de los campos y corrientes
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FÍSICA MODERNA
Quinta conferencia de Solvay, 1927
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Existe una velocidad límiteVelocidad de la Luz CCualquier observador mide C
El espacio y el tiempo son muy parecidos. Unifica el espacio y el tiempo
ESPACIO-TIEMPO
Dilatación del tiempoContracción de la longitud
RELATIVIDAD ESPECIAL 1905¿Qué pasa si nos movemos a velocidades muy altas?
Albert Einstein
¿Masa = energía, energía = masa ?
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RELATIVIDAD GENERAL 1916
A velocidades, energías y masas muy grandes las predicciones de Newton empiezan a fallar.
¿Objetos con masas, energías, muy grades?
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MECÁNICA CUÁNTICAEl mundo de los muy pequeño
N. Bohr
W. Heisenberg
W. E. Pauli
L. De Broglie
E. Schroedinger
P.A.M. Dirac
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FÍSICACONTEMPORANEA
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Relatividad especial + cuántica + simetría local U(1).
Electrodinámica CuánticaTeoría cuántica de campos 1940’s
Interacción entre electrones como un intercambio de partículas de luz, fotones.
R. Feynman
J. Schwinger
Partículas puntuales cuánticas relativistas.
Tomonaga
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Más interacciones?
Interacción fuerteMantiene los constituyentes del núcleo unidos.
Interacción débilDecaimientos radioactivos
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Con simetría local SU(3) x SU(2) x U(1)
Modelo Estándar
S. Glashow A. Salam S. Weinberg
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QUÉ NO ENTENDEMOS AUN
El universo se está expandiendo aceleradamente!!!!
Constante cosmológica positiva y muy pequeña
Materia OscuraEnergía Oscura
La TCC la predice pero con un error de 100000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
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QUÉ NO ENTENDEMOS AUNFísica del big-bang y de hoyos negros
URGE UNA TEORÍA CUÁNTICA DE LA GRAVITACIÓN
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LHC
PLANCK
LIGO
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Y una teoría cuántica de la gravedad?
Teoría cuántica de campos?
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Qué hace tan distinta a la gravedad?
10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 veces más débil que la interacción eléctrica
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Qué hace tan distinta a la gravedad?
Mecánica CuánticaEl espacio-tiempo es fluctuante
Relatividad GeneralEl espacio-tiempo es suave.
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UNIFICAR LAS INTERACCIONESLas teorías físicas son cada vez más sencillas y poderosas.
¿Existe una sola teoría para describir todo lo que vemos?
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Teoría de Cuerdas 70’s
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¿Qué es?Las partículas fundamentales están descritas por objetos unidimensionales:
cuerdas cuánticas relativistas.Distintos modos de oscilación de la cuerda se manifiestan como partículas diferentes.
E. Witten
J. Schwarz
M. Green
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¿POR QUÉ TAN ATRACTIVA?Es una teoría rígida Sólo un parámetro libre ls Las interacciones están completamente dictadas por la teoría.
Sólo cinco teorías consistentes: todas hijas de una únicaNo cuenta con divergencias
Una teoría cuántica relativista del TODO!!!!!!!Contiene las teorías de Yang-MillsEl gravitón aparece en su espectro : GRAVEDAD CUÁNTICA!
A bajas energías, ls=0, se reduce a una teoría cuántica de campos Supersimétrica.
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PREDICE 10 NO 4 DIMENSIONES
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Tan pequeñas que no las hemos detectado.
DIMENSIONES EXTRA
Kaluza-Klein 1926
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COMPACTIFICACIÓNCompactificar en toros
Compactificar en Calabi-Yau
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PAISAJE DE VACIOSLa compactificación se debe generar de forma dinámica: solucionando las ecuaciones de movimiento
Se estima un número de soluciones del orden
Cada solución es un universo completamente distinto al
otro: MULTIVERSO
Los universos con constante cosmológica pequeña son muy escasos.
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ResumenLa teoría de cuerdas se presenta un marco unificado para describir todas las interacciones fundamentales conocidas
Predice necesariamente 10 dimensiones del espacio-tiempo.
Las dimensiones extra deben estar compactificadas y tener una forma CY.
Predice un Multiverso, y universos con una constante cosmológica pequeña, como el nuestro, son escasísimos.
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PROBLEMASFaltan detalles por entender de la teoría.
La infinidad de soluciones para ir 4 dimensiones hace que pierda atractivo.
Podremos hallar nuestro universo?
Aunque se han hallado soluciones muy parecidas a nuestro universo aun no nos hemos encontrado en el paisaje de vacios.
Las predicciones fenomenológicas hasta ahora logradas para distinguir univocamente la teoría de supercuerdas, no pueden ser corroboradas por experimento actual alguno. Varias de sus consecuencias sí pueden detectarse y serán buscadas próximamente.
Predice 10 no 4 dimensiones del espacio-tiempo.