J. A. Helayël-Neto CBPF/MCT e GFT - JLL De DIRAC às CORDAS: TQC’s e IF’s Campos Quânticos / Simetrias Clássicas. J. A. Helayël-Neto CBPF/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 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: Radiação:10-5 (desprezada) 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’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. 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.

Salam revê o paper de Y-M. O 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 - Simetrias 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 QCD 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).

Matéria Interações Dimensões. Organização da Matéria: Interações Fundamentais ~ Teorias de Yang-Mills. (1954) Simetrias. Universalização. Matéria Interações Dimensões. Organização da Matéria: quarks, léptons. (preons?) Matéria Escura?

Interações X Dimensões. 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 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.

Grandes desafios teóricos Experimentos da Física das IFs 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).

Dirac Grandes Nomes: 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