De DIRAC às CORDAS:De DIRAC às CORDAS: TQC’s e IF’sTQC’s e IF’s

Campos Quânticos / Simetrias Clássicas.Campos Quânticos / Simetrias Clássicas.

J. A. Helayël-NetoJ. A. Helayël-Neto CBPF/MCT e GFT - JLLCBPF/MCT e GFT - JLL

O que são as Interações Fundamentais?

Gravidade

Eletromagnetismo

Força Nuclear Forte

Força Nuclear Fraca

5a Força?

Interações Fundamentais ~ Escalas

Energia~Comprimento

Referências de Energia

Massas das partículas sub-nucleares:

Massa do próton, nêutron ~10-27 kg.

E=mc2

1 eV ~ 10-19 J

Próton, Nêutron ~ 0.94 GeV

Giga:109

eV, KeV, MeV, GeV, TeV.

Relação entre Energia e ComprimentoRelação entre Energia e Comprimento

GeV~10-14 cm=10-1 Fm.

Modelo-Padrão ~ GeV (O que é?)

TeV: Física além do Modelo-Padrão:

Questões a serem esclarecidas com o LHC.

Densidade de matéria/energia:

1,02 0.02.

0,75 (energia escura)

0,27 (matéria)

0,04 (conhecida)

0.23 (escura)

~90%.

Radiação:10-5 (desprezada)

TQC’s e IF’sTQC’s e IF’s

. 1926: Dirac – Formalização da MQ – Simetrias (Weyl, 1927)

. 1927: Dirac - Fundamentos das TQC’s; Jordan.

Campos quânticos x Partículas.

. 1927: Dirac - T Q da Dispersão

(fundamentos da QED).

.1928: Dirac - T Q para o elétron (MQRel)

Avanços em TQC’s: Simetrias.Avanços em TQC’s: Simetrias.

• 1931: Dirac – Predição do pósitron,

anti-próton e das anti-matéria

(papel da simetria-C);

monópólos magnéticos.

Tudo isto em um único trabalho:

Proc. Roy. Soc. A133 (1931) 60.

• 1934: Fermi – QED.

O Programa das IF’sO Programa das IF’s

• 1949 – 1951: Feynman – Schwinger – Tomonaga : QED.

1952: Dirac – Gauge Symmetry.

. 1954: Teorias de Y-M.

. 1956: Lee – Yang: Parity violation. Salam revê o paper de Y-M.

Utyiama: Geometrização das IF’s.

O Programa das IF’s - O Programa das IF’s - SimetriasSimetrias

• 1957: Schwinger – “A Th. of the FI’s”.

• 1961: Salam e Ward – “On a Gauge Th.

of Elementary Interactions”.

. 1961: Glashow e Gell-Mann:

“Gauge Th’s and Vector Particles”.

Teoria Eletrofraca e QCDTeoria Eletrofraca e QCD

• 1964 – 1968: Teoria Eletrofraca. Interações e.m.’s e nucleares fracas têm origem comum: UNIFICAÇÃO. SU(2)xU(1)

. 1969: Scaling em DIS (SLAC). Symanzik: Liberdade Assintótica.

. 1972 – 1973: Liberdade assintótica nas teorias de gauge: QCD, SU(3). (Gross, Politzer, Wilczek).

Interações Fundamentais ~ Teorias de Yang-Mills.

(1954)

Simetrias.

Universalização.

Matéria

Interações

Dimensões.

Organização da Matéria:

quarks, léptons. (preons?) Matéria Escura?

q's: (u,d); (c,s); (t,b).

l's: (e,ve); (u,vu); (t,vt).

Bósons de gauge

Higgs

Monopólos Magnéticos.

Interações X Dimensões.

Visão de Yang-Mills.

(Geometrização).

Gravitação, SUSY e SUGRAGravitação, SUSY e SUGRA

• 1973: Retomada da Quantum Gravity.

• 1973: SUSY e IF’s.

• 1974 – 1978: Unificação: SU(5), SO(10), E(6).

• 1975: SUSY e QED.

• 1976: SUSY e Gravitação: SUGRA.

• 1978: SUSY e altas dimensões: K-K renasce.

• 1984: Supercordas + Novos cenários e BSMΦ .

Reflexão: Física X Matemática.

Interações fundamentais: Matemática, Teoria, Fenomenologia,Experimento.

Geometrização

Novas Dimensões

Lei da Gravidade (~0.2 mm)

3 cenários (em debate).

Gravidade em Questão.

Matéria Escura (Interações Fundamentais)

Energia Escura (Cosmo).

Novas modalidades de Matéria.

Novas Simetrias.

Grandes desafios teóricos

Experimentos da Física das IFs

LHC (2009 - 2014).

Grandes Questões???

•3 gerações de matéria observadas; novas gerações???

•massa da matéria

•Bósons de Higgs;

•Monopólos;

•Dimensões (GUT's);

•Novas partículas; (un)-particles

•Decaimento do próton (1033 anos)

n: Decaimento-beta (880 segundos).

Grandes Nomes:

Dirac• Campos Quânticos

(1926, 1927)

•Elétron (1928)

•Monopólos Magnéticos

(1931)

Salam• Simetrias

•Papel da teoria Y-M

•Interações Eletrofracas

•SUSY e SUGRA

•Unificação : p-decay

•ICTP

Outros Grandes Nomes:

•Schwinger

•Feynman

•C. N. Yang

•‘t Hooft

•Veltman

Sites:

CERN, SLAC, Fermilab, Gran Sasso, RHIC.

FIM