Baixe Teoria de Cordas e Modelo Padrão de Partículas Elementares e outras Notas de estudo em PDF para Automação, somente na Docsity! TEORIA DE CORDAS Victor O. Rivelles Instituto de Física Universidade de São Paulo e-mail: rivelles@fma.if.usp.br http://www.fma.if.usp.br/~rivelles Curso de Verão do IFUSP - 13/02/09 O Modelo Padrão das Partículas Elementares Sabemos que toda matéria que conhecemos é composta de átomos. Os átomos são compostos de um núcleo e elétrons. O Modelo Padrão das Partículas Elementares O modelo padrão é descrito por uma teoria quântica de campos no qual as partículas são consideradas como pontuais. Teoria das forças eletromagnéticas e fracas: Teoria Eletrofraca ou de Salam-Weinberg Teoria para as forças fortes: Cromodinâmica Quântica Juntas formam o Modelo Padrão das Partículas Elementares. O Modelo Padrão das Partículas Elementares Organisation Europenne pour la Recherche Nucleaire (CERN) Large Hadron Collider (LHC) - Tunel de 27 Km de circunferên- cia Falta encontrar o Higgs É necessário estender o modelo padrão das partículas É necessário incluir a força gravitacional As partículas descritas pelo modelo padrão constituem 4% do conteúdo do universo O Modelo Padrão das Partículas Elementares Organisation Europenne pour la Recherche Nucleaire (CERN) Large Hadron Collider (LHC) - Tunel de 27 Km de circunferên- cia Falta encontrar o Higgs É necessário estender o modelo padrão das partículas É necessário incluir a força gravitacional As partículas descritas pelo modelo padrão constituem 4% do conteúdo do universo O Modelo Cosmológico Padrão O satélite WMAP Diferenças de temperatura de micro K O Modelo Cosmológico Padrão A Relatividade Geral é uma teoria da gravitação relativística Não há força gravitacional. A gravitação é devido curvatura do espaço. A matéria causa a curvatura do espaço. A curvatura determina o movimento da matéria. A curvatura determina todas as propriedades locais do espaço curvo. O Modelo Cosmológico Padrão Matéria comum: 4% Materia escura 22% – produz efeitos gravitacionais Energia escura 74% – expansão acelerada do universo Assimetria matéria – anti-matéria Constante cosmológica necessária para explicar a energia escura: 10−120m4p ( mp = 1019GeV ) Constante cosmológica predita pela teoria quântica de campos: 1m4p Não existe uma teoria quântica da relatividade geral Teoria de Cordas Cordas abertas dão origem aos bósons de gauge: fótons, W±, Z , ... Descrevem versões mais gerais do modelo padrão das partículas elementares Cordas fechadas dão origem a gravitação. Descrevem uma teoria de gravitação quântica Supersimetria A inclusão de férmions leva necessariamente à supersimetria corda supersimétrica = SUPERCORDA À cada bóson associamos um companheiro supersimétrico fermiônico À cada férmion associamos um companheiro supersimétrico bosônico elétron -> selétron; fóton -> fotino; quark -> squark; gráviton -> gravitino, ... A supersimetria não se manifesta à baixas energias Pode ser descoberta no LHC Dimensões Extras Consistência requer a existência de dimensões extras. A supercorda vive em 10 dimensões A dimensionalidade do espaço-tempo passou a ser algo que deve ser determinado experimentalmente! Experiências com balanças de torção: 3D até alguns micrometros. LHC poderia detectar dimensões extras Branas Alguns tipos de buracos negros podem ser descritos como uma configuração de cordas e branas fracamente acoplados. A entropia assim calculada fornece o mesmo valor que a entropia de Bekenstein-Hawking: S = A/4 Dualidade Dualidade na constante de acoplamento: dualidade S Dualidade na distância: dualidade T Isso significa que ainda não se conhecem os graus de liberdade fundamentais da teoria!!! Conclusões A teoria de cordas produz uma teoria quântica da gravitação A teoria de cordas calcula a entropia de buracos negros É uma teoria unificada que contém o modelo padrão das partículas elementares e a gravitação Preve a existência de dimensões extras e supersimetria Fornece alternativas à teoria do big bang As bases teóricas ainda não estão completamente compreendidas
