06/C312

Física de altas energías y simetrías fundamentales.
High energy physics and fundamental symmetries.

Director: MONTEMAYOR, Rafael Leonardo
Correo Electrónico: montemay@cab.cnea.gov.ar

Co-Director: FOSCO, César Daniel

Integrantes: ALDAZABAL, Gerardo M.; CASINI, Horacio; HUERTA, Marina; CCAPA TTIRA, Claudio; LOSADA, Edith; MARTÍNEZ, Santiago; ROSABAL, Alejandro.

Resumen Técnico: Nuestro proyecto comprende diferentes líneas de investigación en teoría cuántica de campos y cuerdas estrechamente interrelacionadas tanto en objetivos como en métodos, comprendidas así naturalmente dentro de un mismo marco unificador. Por razones de claridad a continuación desglosamos los temas según correspondan a teoría cuántica de campos o teoría de cuerdas. 1.- Teoría cuántica de campos a) Teorías de campos con singularidades: Usaremos el formalismo funcional para estudiar diferentes aspectos de la dinámica cuántica efectiva de singularidades. Consideraremos los casos de espejos acoplados a campos escalares, vectoriales, y de Dirac, con y sin masa, en diferentes números de dimensiones espaciales. En cuanto a la metodología empleada, computaremos acciones efectivas euclídeas, y las utilizaremos para derivar la forma de la parte imaginaria de la acción efectiva `in-out'. También estudiaremos acciones efectivas de Schwinger-Keldysh. b) Aspectos de entropía geométrica: La traza sobre los grados de libertad localizados en un subconjunto del espacio transforman al estado del vacío en una matriz densidad mixta con entropía no nula (entropía geométrica o de entanglado). Esta investigación tiene interés actual en áreas muy distintas de física teórica, como son la entropía de los agujeros negros, sistemas de materia condensada y teoría cuántica de la información. Nos interesa en particular el estudio de la entropía geométrica y su relación con la teoría cuántica de campos en dimensión arbitraria y topologías no triviales ya que en base a trabajos anteriores sabemos revela propiedades generales de las teorías a las que no se accede a partir del estudio de las cantidades usuales. c) Modelos efectivos en teoría cuántica de campos: en diversas áreas de la física, tales como el estudio de efectos de gravitación cuántica a bajas energías, surgen teorías de campo que contienen derivadas de orden superior, que dan lugar a severas  patologías. Se estudiarán tanto aspectos formales de estas teorías con derivadas de orden superior como la derivación de descripciones efectivas consistentes por medio de vínculos perturbativos. Los resultados se aplicarán a la construcción de una descripción para efectos de gravitación cuántica a bajas energías, su análisis teórico y sus implicaciones fenomenológicas, en el marco de su posible detección en observaciones astrofísicas y en laboratorio. d) Teorías duales: se proseguirá con el estudio de teorías duales y su construcción, en particular para el campo gravitatorio en dimensión arbitraria, y su relación con mecanismos de reducción dimensional. 2.- Teorías de cuerdas En compactificaciones de la teoría de cuerdas se ha mostrado que la presencia de flujos permite la estabilización de los moduli y provee mecanismos de ruptura de supersimetría. Por otro lado cuando se encienden flujos la geometría es modificada. Se ha mostrado, que existen generalizaciones de la topología y de la estructura métrica que permiten abordar el estudio de estas variedades El objetivo general es el estudio de compactificaciones de cuerdas, en particular cuando se encienden flujos asociados a los diversos campos de la teoría. Se abordará este estudio desde una perspectiva más formal, intentado entender las estructuras geométricas asociadas a estas compactificaciones, como así también desde una perspectiva más fenomenológica, apuntando a la construcción de modelos cercanos al Modelo Estándar de las interacciones fundamentales.

Summary: Our project encompasses different research areas in quantum field theory and strings, whose deep interrelation naturally suggests putting them within a common unifying frame. Let us enumerate the subjects included in our proposal, distinguishing, for the sake of clarity, those referred to the sub areas of:  1) quantum field theory, and 2) string theory. Quantum field theory a) High energy physics: Study of field theories with singularities. We will consider the cases of mirrors coupled to scalar, vectorial and Dirac fields, with and without mass, in spaces of different spatial dimensions. We will also study effective actions of Schwinger-Keldysh. b) Aspects of geometric entropy: the trace of the degrees of freedom corresponding to a subset of the space transforms the vacuum state of a quantum field theory into a mixed density matrix with non-vanishing entropy (“geometric”). This research subject is now of interest in many theoretical physics areas, ranging from the entropy of the black holes, to condensed matter systems. c) Effective models in quantum field theory: in different areas, as in the study of low energy quantum gravity effects, field theories appear with higher order derivatives, which have several characteristic pathologies. We will study formal aspects of these theories, as well as the construction of consistent effective descriptions, based on perturbative constraints. The results will be applied to low energy quantum gravity, both in the theoretical and phenomenological frameworks. d) Dual theories, in particular for the gravitational field, their construction in spaces of arbitrary dimension and their relationship with dimensional reduction mechanisms. String theory Within the framework of string theory, the main goal of the project is the study of the physical phenomena induced by the interaction between the D-branes, as well as the mechanisms for the stabilization of moduli, within the framework of the construction of string theory models that reproduce the structure of the Standard Model (SM).