Le Forme dello
Spazio e del Tempo
Lo spazio è un’entità dinamica
Buco Nero
Curvatura ↔ Energia
Spazio ↔ Tempo
L’Universo si espande
Legge di Hubble v = H d
H = 50-100 km/s/Mpc
materia radiazione visibile (<1%)
materia non visibile = oscura (30%)
energia oscura (69%)
Esplorare lo spazio
Piccole distanze
Grandi energie
Large Hadron Collider (LHC)
Il Microscopio più potente
mai costruito / entrato in funzione
Interazioni Fondamentali
Esistono quattro forze
note o meglio
interazioni fondamentali
Gravità
Newton
Decadimento
Magnete
Elettromagnetismo
Pila
Nucleare Debole
Fusione
Nucleare Forte
o di `Colore’
I pilastri della Fisica Moderna
Teoria dei Campi
Quantistici
E = hν
Meccanica
Quantistica
Δp Δx > ħ/2
Indeterminismo
Relativita`
Speciale
E = m c2
Spazio - Tempo
Costante di Planck, quanto d’azione e di spin:
ħ= h/2π
h = 6.62x10-34Js
Velocità della luce nel vuoto: c = 300.000 km/s
Spin & Statistica
Come ballerine e Terra
le particelle elementari
‘ruotano’ su se stesse:
SPIN quantizzato ħS
S intero (bosoni)
S semidispari (fermioni)
Modello Standard
Particelle & Interazioni
Fermioni: Quark e Leptoni
Principio di esclusione di Pauli
≠
Bosoni: Fotoni, Gluoni,
Vettori Intermedi, ... Higgs
... Gravitoni
Condensazione di
Bose-Einstein
Oltre il
Modello
Standard ?
Super-Unificazione
Stringhe / M-teoria ???
futuro ?
Supersimmetria
SUSY ??
GUT: Grande
Unificazione ?
Relatività
Generale
LHC →
Modello Standard
Elettro-debole
Cromodinamica
Quantistica (QCD)
Interazioni
Nucleari Forti
Meccanismo
di Higgs
Interazioni
Nucleari Deboli
Elettrodinamica
Quantistica (QED)
Elettricità
Magnetismo
Relativita`
Gravitazione
Universale
Gravità
Terrestre
passato
Gravità
Celeste
Super-simmetria
Fermioni ↔ Bosoni
↔
↔
Coordinate anti-commutanti
θ1 θ2 = - θ 2 θ1
LSP (Lightest Susy Partner) → Materia oscura
Super-stringhe & Dimensioni Extra
Relatività Generale +
Meccanica Quantistica =
Super-stringhe
Infinite eccitazioni / vibrazioni
Stringa
aperta
Stringa
chiusa
spazio-tempo con 9+1 dimensioni!
Compattificazioni
Universi di p-brana ... Olografia
Interazioni di Stringhe
Diagramma di Feynman
Diagramma di Polyakov
← Particelle entranti →
← Stringhe entranti →
Particella
virtuale
Stringa virtuale
← Particelle uscenti →
← Stringhe uscenti →
Vertici d’interazione
singolari
Interazioni
de-localizzate
Stringhe & superfici di Riemann
Molti manici = molti loops
Ampiezza di Diffusione
Collisioni / interazioni
Un manico = un loop
Ampiezza di Vuoto
Stringa libera
Stringhe & Topologia
Spazi di Calabi-Yau
senza simmetrie continue
tutt’altro che Sfere!
Numero di Fermioni Chirali
(neutrini, …)
= |b2 - b3| = |h11 – h12| =
½ |Caratteristica di Eulero|
Numero di Intersezioni
fra p-Brane
Cosa ricordare
Molti manici = molti loops
Un manico = un loop
