PANORAMA DE PANORAMA DE

EN LA ACTUALIDADEN LA ACTUALIDAD

JAVIER DE LUCASJAVIER DE LUCAS

Física en 4DFísica en 4D

SIGLO XXSIGLO XX

Modelo Estándar de PartículasModelo Estándar de Partículas

Modelo Estándar de CosmologíaModelo Estándar de Cosmología

3+1 Dimensiones3+1 Dimensiones

3+1 Interacciones3+1 Interacciones

3+1 Familias3+1 Familias

Modelo Big-Bang (FRW) +Modelo Big-Bang (FRW) +

Modelo Estándar de PE +Modelo Estándar de PE +

TermodinámicaTermodinámica

EL MODELO ESTÁNDAREL MODELO ESTÁNDAR

CONFIRMACION DEL BIG BANGCONFIRMACION DEL BIG BANG

Grandes EnigmasGrandes Enigmas

Gravedad MicroscópicaGravedad Microscópica

Jerarquías : Jerarquías : MMEWEW/M/MPlanckPlanck=10=10-15-15 (Supersimetría?)(Supersimetría?)

Constante CosmólogicaConstante Cosmólogica M MΛΛ/M/MEWEW=10=10-15 -15 (??)(??)

Por Qué? (Por Qué? (3+1 dimensiones, fuerzas, familias; masas, acoplos (20 3+1 dimensiones, fuerzas, familias; masas, acoplos (20 parámetros libresparámetros libres)) ) )

Cosmología : Cosmología : Big-Bang (singularidad)Big-Bang (singularidad) Planitud, Horizonte,… Planitud, Horizonte,… Inflación?Inflación? Energía Obscura (constante cosmologica?)Energía Obscura (constante cosmologica?) Materia ObscuraMateria Obscura BariogénesisBariogénesis……

EE

SS

CC

AA

LL

AA

SS

INFLACIINFLACIÓN COSMOLÓGICAÓN COSMOLÓGICA

Expansión Exponencial ?

EVIDENCIA EVIDENCIA EXPERIMENTALEXPERIMENTAL

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

Contenido de EnergContenido de Energíía del a del UniversoUniverso

El Paisaje de la Teoría El Paisaje de la Teoría de Cuerdasde Cuerdas

TEORTEORÍA DE CUERDASÍA DE CUERDAS

PartPartículas son cuerdasículas son cuerdas

GravitaciGravitación incluidaón incluida

Unifica todas las partUnifica todas las partículas y ículas y fuerzas (sueño de Einstein)fuerzas (sueño de Einstein)

El Universo tiene 10 (11) El Universo tiene 10 (11) dimensiones dimensiones

Nuestro universo 10d = 4d+6d Nuestro universo 10d = 4d+6d

(6d muy peque(6d muy pequeñas)ñas)

¿Es nuestro Universo una ‘Brana’?¿Es nuestro Universo una ‘Brana’?

El Mundo BranaEl Mundo BranaTeoría

Horaa-Witten

t=1995-1998t=1995-1998

Dimensiones extra grandes (0.1mm)!Dimensiones extra grandes (0.1mm)!

La Teoría M es ÚnicaLa Teoría M es Única

IIA

IIB

I

Het 2

Het1

11D

M

Pero hay muchas soluciones.Pero hay muchas soluciones.Cada solución: un Universo diferenteCada solución: un Universo diferente

Teorías EfectivasTeorías Efectivas

El ProblemaEl Problema

Teoría única pero muchas soluciones (?).Teoría única pero muchas soluciones (?).

Algunas soluciones se parecen al modelo Algunas soluciones se parecen al modelo estándar (supersimétrico (SUSY)).estándar (supersimétrico (SUSY)).

Degeneración: Discreta + Continua (SUSY) .Degeneración: Discreta + Continua (SUSY) .

Problemas principales:Problemas principales:Romper SUSY + Degeneración de vacíos.Romper SUSY + Degeneración de vacíos.

HistoriaHistoriaAntes de 1986 Compactificaciones:Antes de 1986 Compactificaciones: Muchos parámetros libres o moduli (tamaño y Muchos parámetros libres o moduli (tamaño y forma de dimensiones extra).forma de dimensiones extra).

1995<t<2002 Más moduli! 1995<t<2002 Más moduli! (posiciones de (posiciones de D-branas)D-branas)

Después de 2002 Flujos fijan moduli !Después de 2002 Flujos fijan moduli !

Dilaton S, Kähler TComplex structure UWilson lines W

Escenario KKLTEscenario KKLT

Cuerdas IIB en Espacio de Calabi-Yau (6d)Cuerdas IIB en Espacio de Calabi-Yau (6d)

FlujosFlujos ∫∫aa FF33 = n = n aa ∫ ∫bb HH33 = m = m bb

SuperpotencialSuperpotencial W =W = ∫ ∫ GG33 ΛΛ ΩΩ, G, G3 3 = = FF3 3 –iS–iS HH33

Potencial:Potencial: V= e V= eKK |D |DaaW|W|22 MínimoMínimo D DaaW = 0 W = 0 Fija los UFija los Uaa y S y S T moduli sin fijar: T moduli sin fijar: No-Scale modelsNo-Scale models

Tamaño de ciclo a = UTamaño de ciclo a = Uaa

GKPGKP

Espacios con gargantasEspacios con gargantas

VolumeVolume

Multi-gargantas

Fijando todos los moduli y espacios con gargantasFijando todos los moduli y espacios con gargantas

KKLT, BKQ, SSKKLT, BKQ, SS

VV

axionaxion volumevolume

Modelos RealistasModelos RealistasCG-MQU, CSUCG-MQU, CSU

Espacio de SolucionesEspacio de Soluciones

Soluciones clásicas

Decaimiento cuántico(efecto túnel)

MULTIVERSOMULTIVERSO

Supersimetría y Supersimetría y Dimensiones ExtraDimensiones Extra

Soluciones al problema de Soluciones al problema de jerarquíasjerarquías

Supersimetría Supersimetría

Principio AntrópicoPrincipio Antrópico

Dimensiones Extra:Dimensiones Extra:

1. Dimensiones exponencialmente grandes1. Dimensiones exponencialmente grandes

2. Gargantas2. Gargantas

SUPERSIMETRÍASUPERSIMETRÍA

electrón electrón (s=1/2) (s=1/2) selectrón selectrón (s=0)(s=0)

quark quark (s=1/2)(s=1/2) squark squark (s=0)(s=0)

fotón fotón (s=1)(s=1) fotino fotino (s=1/2) (s=1/2)

W W (s=1)(s=1) Wino Wino (s=1/2) (s=1/2)

Extensión más general de las Extensión más general de las simetrías del espacio-tiemposimetrías del espacio-tiempo

Presente en cuerdas por consistenciaPresente en cuerdas por consistencia

UNIFICACIÓN DE ACOPLOS

IMPLICACIONES DE IMPLICACIONES DE SUPERSIMETRÍASUPERSIMETRÍA

Unificación de acoplosUnificación de acoplos

Explicación de materia obscuraExplicación de materia obscura

Posible explicación de bariogénesis (¿por qué Posible explicación de bariogénesis (¿por qué estamos aquí?)estamos aquí?)

¿Neutrinos livianos?...¿Neutrinos livianos?...

Resuelve problema de jerarquíasResuelve problema de jerarquías

FUTURO CERCANO FUTURO CERCANO

Super KamiokandeSuper Kamiokande

(p -> e+ o)>1033 años

International Linear ColliderInternational Linear Collider

PREGUNTAS ABIERTASPREGUNTAS ABIERTAS

Modelo concreto realista (bottom-up)Modelo concreto realista (bottom-up)

Control de escalas posiblesControl de escalas posibles

Predicciones concretasPredicciones concretas

Constante cosmológica (¿solo principio Constante cosmológica (¿solo principio antrópico?)antrópico?)

PANORAMA DE PANORAMA DE

EN LA ACTUALIDADEN LA ACTUALIDAD

FINFIN