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De DIRAC às CORDAS: TQCs e IFs Campos Quânticos / Simetrias Clássicas. J. A. Helayël-Neto CBPF/MCT e GFT - JLL CBPF/MCT e GFT - JLL.

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1 De DIRAC às CORDAS: TQCs e IFs Campos Quânticos / Simetrias Clássicas. J. A. Helayël-Neto CBPF/MCT e GFT - JLL CBPF/MCT e GFT - JLL

2 O que são as Interações Fundamentais? Gravidade Eletromagnetismo Força Nuclear Forte Força Nuclear Fraca 5 a Força? Interações Fundamentais ~ Escalas Energia~Comprimento

3 Referências de Energia Massas das partículas sub-nucleares: Massa do próton, nêutron ~ kg. E=mc 2 1 eV ~ J Próton, Nêutron ~ 0.94 GeV Giga:10 9 eV, KeV, MeV, GeV, TeV.

4 Relação entre Energia e Comprimento GeV~ cm=10 -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, ,75 (energia escura) 0,27 (matéria) 0,04 (conhecida) 0.23 (escura) ~90%. Radiação:10 -5 (desprezada)

6 TQCs e IFs. 1926: Dirac – Formalização da MQ – Simetrias (Weyl, 1927). 1927: Dirac - Fundamentos das TQCs; Jordan. Campos quânticos x Partículas : 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) : Fermi – QED.

8 O Programa das IFs 1949 – 1951: Feynman – Schwinger – Tomonaga : QED. 1952: Dirac – Gauge Symmetry : Teorias de Y-M : 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 : 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 – 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,v e ); (u,v u ); (t,v t ). 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 – 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 BSM Φ.

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 ( ).

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 (10 33 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


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