De DIRAC

1
De DIRAC às CORDAS TQCs e IFs Campos
Quânticos / Simetrias Clássicas.

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

2
O que são as Interações Fundamentais? Gravidade
Eletromagnetismo Força Nuclear Forte
Força Nuclear Fraca
5a Força? Interações
Fundamentais Escalas
EnergiaComprimento
3
Referências de Energia Massas das
partículas sub-nucleares Massa do próton,
nêutron 10-27 kg.
Emc2 1 eV 10-19 J
Próton, Nêutron 0.94 GeV
Giga109 eV,
KeV, MeV, GeV, TeV.
4
Relação entre Energia e Comprimento

• GeV10-14 cm10-1 Fm.
• Modelo-Padrão GeV (O que é?)
• TeV Física além do Modelo-Padrão
• Questões a serem esclarecidas com o LHC.

5
Densidade de matéria/energia
1,02 ? 0.02. 0,75 (energia escura) 0,27
(matéria) 0,04 (conhecida)
0.23 (escura)
90. Radiação10-5
(desprezada)
6
TQCs e IFs

• . 1926 Dirac Formalização da MQ Simetrias
  (Weyl, 1927)
• . 1927 Dirac - Fundamentos das TQCs Jordan.
• Campos quânticos x
  Partículas.
• . 1927 Dirac - T Q da Dispersão
• (fundamentos da QED).
• .1928 Dirac - T Q para o elétron (MQRel)

7
Avanços em TQCs 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.

8
O Programa das IFs

• 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 IFs.

9
O Programa das IFs - Simetrias

• 1957 Schwinger A Th. of the FIs.
• 1961 Salam e Ward On a Gauge Th.
• of Elementary Interactions.
• . 1961 Glashow e Gell-Mann
• Gauge Ths and Vector Particles.

10
Teoria 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).

11
Interações Fundamentais Teorias de
Yang-Mills.
(1954)
Simetrias.
Universalização.
Matéria
Interações
Dimensões. Organização da
Matéria quarks, léptons. (preons?)
Matéria Escura?
12
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).
13
Gravitação, SUSY e SUGRA

• 1973 Retomada da Quantum Gravity.
• 1973 SUSY e IFs.
• 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 BSMF .

14
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.
15
Matéria Escura (Interações Fundamentais) Energia
Escura (Cosmo). Novas modalidades de
Matéria. Novas Simetrias. Grandes desafios
teóricos Experimentos da Física das IFs
LHC (2009 - 2014).
16

• 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).

17

• Grandes Nomes
• Dirac
• Campos Quânticos
• (1926, 1927)
• Elétron (1928)
• Monopólos Magnéticos
• (1931)

18

• Salam
• Simetrias
• Papel da teoria Y-M
• Interações Eletrofracas
• SUSY e SUGRA
• Unificação p-decay
• ICTP

19

• Outros Grandes Nomes
• Schwinger
• Feynman
• C. N. Yang
• t Hooft
• Veltman
• Sites
• CERN, SLAC, Fermilab, Gran Sasso, RHIC.

20
FIM