1 PANORAMA DE FISICA EN LA ACTUALIDAD JAVIER DE LUCAS

2 Física en 4D

3 SIGLO XX Modelo Estándar de Partículas Modelo Estándar de Cosmología3+1 Dimensiones 3+1 Interacciones 3+1 Familias Modelo Big-Bang (FRW) + Modelo Estándar de PE + Termodinámica

4 EL MODELO ESTÁNDAR

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7 CONFIRMACION DEL BIG BANG

8 Grandes Enigmas Gravedad MicroscópicaJerarquías : MEW/MPlanck= (Supersimetría?) Constante Cosmólogica MΛ/MEW= (??) Por Qué? (3+1 dimensiones, fuerzas, familias; masas, acoplos (20 parámetros libres) ) Cosmología : Big-Bang (singularidad) Planitud, Horizonte,… Inflación? Energía Obscura (constante cosmologica?) Materia Obscura Bariogénesis…

9 E S C A L

10 INFLACIÓN COSMOLÓGICAExpansión Exponencial ?

11 EVIDENCIA EXPERIMENTALΩ = 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

12 Contenido de Energía del Universo

13 El Paisaje de la Teoría de Cuerdas

14 TEORÍA DE CUERDAS Partículas son cuerdas Gravitación incluidaUnifica todas las partículas y fuerzas (sueño de Einstein) El Universo tiene 10 (11) dimensiones Nuestro universo 10d = 4d+6d (6d muy pequeñas)

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16 ¿Es nuestro Universo una ‘Brana’?

17 El Mundo Brana t=1995-1998 Dimensiones extra grandes (0.1mm)! TeoríaHoraa-Witten t= Dimensiones extra grandes (0.1mm)!

18 La Teoría M es Única Pero hay muchas soluciones.Cada solución: un Universo diferente

19 Teorías Efectivas

20 El Problema Teoría única pero muchas soluciones (?).Algunas soluciones se parecen al modelo estándar (supersimétrico (SUSY)). Degeneración: Discreta + Continua (SUSY) . Problemas principales: Romper SUSY + Degeneración de vacíos.

21 Historia Antes de 1986 Compactificaciones: Muchos parámetros libres o moduli (tamaño y forma de dimensiones extra). 1995 Después de Flujos fijan moduli ! Dilaton S, Kähler T Complex structure U Wilson lines W

22 Escenario KKLT ∫a F3 = n a ∫b H3 = m bCuerdas IIB en Espacio de Calabi-Yau (6d) Flujos ∫a F3 = n a ∫b H3 = m b Superpotencial W = ∫ G3 Λ Ω, G3 = F3 –iS H3 Potencial: V= eK |DaW|2 Mínimo DaW = 0 Fija los Ua y S T moduli sin fijar: No-Scale models Tamaño de ciclo a = Ua GKP

23 Espacios con gargantasVolume

24 Multi-gargantas

25 Fijando todos los moduli y espacios con gargantasKKLT, BKQ, SS V axion volume

26 Modelos Realistas CG-MQU, CSU

27 Espacio de Soluciones Soluciones clásicas Decaimiento cuántico(efecto túnel)

28 MULTIVERSO

29 Supersimetría y Dimensiones Extra

30 Soluciones al problema de jerarquíasSupersimetría Principio Antrópico Dimensiones Extra: 1. Dimensiones exponencialmente grandes 2. Gargantas

31 SUPERSIMETRÍA electrón (s=1/2) selectrón (s=0)quark (s=1/2) squark (s=0) fotón (s=1) fotino (s=1/2) W (s=1) Wino (s=1/2) Extensión más general de las simetrías del espacio-tiempo Presente en cuerdas por consistencia

32 UNIFICACIÓN DE ACOPLOS

33 IMPLICACIONES DE SUPERSIMETRÍAUnificación de acoplos Explicación de materia obscura Posible explicación de bariogénesis (¿por qué estamos aquí?) ¿Neutrinos livianos?... Resuelve problema de jerarquías

34 FUTURO CERCANO

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37 Super Kamiokande t(p -> e+ po)>1033 años

38 International Linear Collider

39 PREGUNTAS ABIERTAS Modelo concreto realista (bottom-up)Control de escalas posibles Predicciones concretas Constante cosmológica (¿solo principio antrópico?)

40 PANORAMA DE FISICA EN LA ACTUALIDAD FIN