Le Le FormeForme dellodelloSpazioSpazio e del Tempoe del Tempo

Lo Lo spaziospazio èè unun’’entitentitàà dinamicadinamica

Buco Nero

Curvatura ↔ EnergiaSpazio ↔ Tempo

LL’’UniversoUniverso sisi espandeespande

materia radiazione visibile (<1%) materia non visibile = oscura (30%)

energia oscura (69%)

Legge di Hubble v = H dH = 50-100 km/s/Mpc

Esplorare lo spazio Esplorare lo spazio

Large Hadron Collider (LHC) Il Microscopio più potentemai costruito / entrato in funzione

Piccole distanzeGrandi energie

Interazioni FondamentaliInterazioni Fondamentali

Nucleare Debole

Esistono quattro forzenote o meglio

interazioni fondamentali

Gravità

Elettromagnetismo

Nucleare Forte o di `Colore’

Newton

Magnete

Pila

Fusione

Decadimento

Teoria dei CampiQuantistici

E = hν

MeccanicaQuantisticaΔp Δx > ħ/2

Indeterminismo

Relativita` SpecialeE = m c2

Spazio - TempoCostante di Planck, quanto d’azione e di spin:

h = 6.62x10-34Js ħ= h/2πVelocità della luce nel vuoto: c = 300.000 km/s

I pilastri della Fisica Moderna

Spin & StatisticaSpin & StatisticaCome ballerine e Terra le particelle elementari‘ruotano’ su se stesse:SPIN quantizzato ħSS intero (bosoni)S semidispari (fermioni)

ModelloModello Standard Standard ParticelleParticelle & & InterazioniInterazioni

Bosoni: Fotoni, Gluoni, Vettori Intermedi, ... Higgs... GravitoniCondensazione diBose-Einstein

Fermioni: Quark e Leptoni Principio di esclusione di Pauli

≠

Super-UnificazioneStringhe / M-teoria ???

GUT: Grande Unificazione ?

RelativitàGenerale

Modello StandardElettro-debole

CromodinamicaQuantistica (QCD)

InterazioniNucleari Deboli

SupersimmetriaSUSY ??

Meccanismodi Higgs

ElettrodinamicaQuantistica (QED)

GravitazioneUniversale

GravitàTerrestre

GravitàCeleste

Relativita`

InterazioniNucleari Forti

Elettricità Magnetismo

Oltre ilModello

Standard ?

LHC →

futuro ?

passato

SuperSuper--simmetriasimmetria

LSP (Lightest Susy Partner) → Materia oscura

↔ ↔

Fermioni ↔ Bosoni

Coordinate anti-commutantiθ1 θ2 = - θ2 θ1

SuperSuper--stringhestringhe & & DimensioniDimensioni ExtraExtra

Stringaaperta

Relatività Generale + Meccanica Quantistica = Super-stringhe

Stringachiusa

spazio-tempo con 9+1 dimensioni!

Compattificazioni

Universi di p-brana ... Olografia

Infinite eccitazioni / vibrazioni

InterazioniInterazioni didi StringheStringhe

Vertici d’interazione singolari

Interazioni de-localizzate

Particellavirtuale Stringa virtuale

Diagramma di Feynman

← Particelle entranti → ← Stringhe entranti →

Diagramma di Polyakov

← Stringhe uscenti →← Particelle uscenti →

StringheStringhe & & superficisuperfici didi RiemannRiemann

Molti manici = molti loopsAmpiezza di DiffusioneCollisioni / interazioni

Un manico = un loopAmpiezza di VuotoStringa libera

StringheStringhe & & TopologiaTopologia

Spazi di Calabi-Yausenza simmetrie continue

tutt’altro che Sfere!

Numero di Fermioni Chirali(neutrini, …)

= |b2 - b3| = |h11 – h12| =½ |Caratteristica di Eulero|

Numero di Intersezionifra p-Brane

CosaCosa ricordarericordare

Molti manici = molti loops

Un manico = un loop