jueves, 17 de diciembre de 2009
Feliz Navidad
viernes, 11 de diciembre de 2009
Ejercicio 6
martes, 8 de diciembre de 2009
Temas en lecture notes
Saludos
He recibido por email la buena sugerencia de ir colgando aquí la información sobre las secciones de mis notas que vamos cubriendo en clase. Os puede servir como repaso ir husmeándolas (o como ayuda para los ejercicios). De momento cuelgo dónde encontrar los temas que hemos visto hasta ahora.
- Introducción general: Secciones 1.1 a 1.5 de la lecture Overview: String theory in perturbation theory
- Cuantización de la cuerda bosónica cerrada: notas colgadas en el blog.
- Invariancia modular: Lecture 2: Modular invariance, con sección 4.3 a nivel cualitativo
- Compactificación toroidal de la cuerda bosónica cerrada: Generalidades en secciones 1.5 a 1.7 de la lecture Overview: String theory in perturbation theory, y Lecture 3: Compactification and T-duality (excepto invariancia modular y sección 3.2, i.e. excepto páginas 13-19)
- Supercuerdas tipo II: Sección 1 de Lecture 4: Type II Superstrings (sin los comentarios finales)
- Supercuerdas heteróticas: Sección 1 de Lecture 5: Heterotic Superstrings
- Cuerdas abiertas: Lecture 6: Open Strings, aunque no todo.
En la cuantización, sección 2, llegamos por argumentos físicos directamente a la fórmula (17), el hamiltoniano local en 2d. Vimos la open-closed duality (sección 2.6) sólo a nivel cualitativo.
- Supercuerda tipo I: Lecture 7: Type I Superstring, aunque sin los cálculos de la sección 3.1.
Gracias por la sugerencia y seguiré informando.
viernes, 4 de diciembre de 2009
Ejercicio 5
miércoles, 2 de diciembre de 2009
Supersimetría, GSO, y supercuerdas tipo 0

lunes, 30 de noviembre de 2009
Ejercicio 4
viernes, 27 de noviembre de 2009
Teorías a temperatura finita, taquiones winding y transición de Hagedorn
Comenzamos recordando un hecho general (no sólo válido en teoría de cuerdas, sino en teoría de campos o Mecánica Cuántica) que una teoría en d dimensiones en equilibrio térmico a temperatura finita T es equivalente a la teoría en (d+1) dimensiones, con la dimensión adicional compactificada en un círculo de longitud β=1/T. Para entender esto, consideramos la función de partición termodinámica de la teoría, que corresponde a sumar sobre sus estados (etiquetados con un índice i) con un peso dado por la exponencial de Boltzman
donde H es el hamiltoniano de la teoría en d dimensiones. Esta última fórmula se puede reinterpretar mediante la introducción de una dimensión adicional, un tiempo euclídeo, de forma que el operador e^{-βH} propaga los estados durante un tiempo (euclídeo) β. El hecho de que después de esta propagación el estado final deba ser igual que el inicial, implica que esta dimensión de tiempo euclídeo está compactificada en un círculo de longitud β.
Aplicando esta receta general a teoría de cuerdas, la termodinámica de cuerdas se obtiene compactificando la teoría en un circulo de radio β/2π=1/(2πT), interpretado como un tiempo euclídeo. Usando la fórmula de masas que ya conocemos, tenemos
Centrándonos en los estados de winding w=1,-1, k=0, y sin osciladores, su masa es
Vemos que para temperaturas mayores que la de Hagedorn, T>4π (α')^{1/2}, el estado se convierte en taquiónico. Recordando la entrada "¡Taquiones!", esto indica que la teoría sufre una inestabilidad, que este contexto se interpreta como una transición de fase. Dado que no se entiende cuál el punto final de la inestabilidad asociadas a los taquiones de cuerda cerrada, la naturaleza de la fase a la que se accede a esas temperaturas es aún misteriosa...
La temperatura de Hagedorn y termodinámica de cuerdas
Podemos ser más cuantitativos en caracterizar este aumento, p.ej. para la cuerda bosónica cerrada en el espacio de Minkowski 26d. Si denotamos N el valor del operador número para un estado del espacio de Hilbert left, el número de estados está relacionado con las posibles maneras de repartir esas N unidades de oscilación entre los posibles osciladores elementales (las α's). El número de estas particiones depende de factoriales, y crece rápidamente. De hecho para N grande el número de particiones de N entre osciladores asociados a "b" direcciones espacio-temporales, se comporta como
En la cuerda bosónica cerrada tenemos que hacer estas particiones para los left y los right, el número de particiones es el cuadrado de la expresión anterior. Metiendo que b=24 y la fórmula de masas (para N grande) M=(2N/α')^{1/2}, el número de estados al nivel de energías N es
Este crecimiento exponencial es muy peculiar y lleva al siguiente fenómeno. Cuando uno considera una teoría a temperatura finita T, las contribuciones de un estado de energía (0 masa) M están suprimidas por la exponencial de Boltzmann e^{-M/T}, de forma que la termodinámica está dominada por los estados ligeros del sistema. En teoría de cuerdas, sin embargo, el crecimiento exponencial en el número de estados hace que a cierta temperatura esta degeneración exponencial contrarreste la supresión exponencial de Boltzmann. Esta temperatura, denominada de Hagedorn, se obtiene igualando las exponenciales y corresponde a
A esta temperatura la dinámica está dominada justamente por los estados más excitados de la cuerda. Esto cambia muchas de las intuiciones termodinámicas usuales!
Por ejemplo, la intepretación más inmediata (que cualificaremos más adelante) es que la temperatura de Hagedorn es una TEMPERATURA MÁXIMA para teoría de cuerdas. Si uno intenta dar más calor al sistema, esa energía se tiene que repartir entre tantos estados accesibles (por la equipartición de la energía) que no conlleva ningún aumento de la temperatura (que puede verse como medida de la energía por estado del sistema).
En realidad, se piensa que la temperatura de Hagedorn indica una transición de fase en la que cambia la naturaleza de los grados de libertad fundamentales, es decir una temperatura máxima para la fase descrita por los grados de libertad usuales de la teoría. Como veremos en una próxima entrada, la transición está asociada a la aparición de una inestabilidad (un taquión) y de momento se desconoce cuáles son los grados de libertad adecuados a altas temperaturas...
jueves, 26 de noviembre de 2009
Ejercicio 3
miércoles, 25 de noviembre de 2009
El dilatón es un campo modulus



martes, 24 de noviembre de 2009
Nuevo horario
domingo, 22 de noviembre de 2009
Invariancias gauge en el espacio-tiempo

viernes, 20 de noviembre de 2009
Ejercicio 2
jueves, 19 de noviembre de 2009
¡Taquiones!


Cuantización de la cuerda bosónica cerrada
miércoles, 18 de noviembre de 2009
Ejercicio 1
Bibliografía comentada y referencias
El material del curso seguirá bastante fielmente mis notas de clase disponibles en mi página web. Cuando no sea así, lo indicaré en este blog, dando algunas referencias complementarias si es necesario.
Como referencias generales para el curso, existen varios libros de texto (recientes o no tanto) que pueden resultar útiles.
- Los dos volúmenes del libro "String theory" de Polchinski son un buen libro de referencia. El único problema es que utiliza un formalismo covariante en los cálculos, que requiere la introducción temprana de toda la tecnología de teorías de campos conformes en 2d. En el curso utilizaramos un gauge fixing más sencillo, pero no covariante, el gauge del cono de luz, que permite obtener los resultados físicos más relevantes de una manera más sencilla. Aún asi, el Polchinski es un buen libro de cabecera para cualquier cuerdoso en ciernes.
- El Green, Schwarz, Witten es un libro más antiguo, y ha sido superado por el Polchinski en casi todos los aspecto. Una excepción es que el segundo volumen es la referencia más útil para el estudio de compactificaciones y geometría de los espacios Calabi-Yau.
- El libro de Zwiebach introduce muchos aspectos de la cuerda bosónica de una manera bastante pedagógica. De hecho, se precia de no requerir conocimientos previos sobre teoría cuántica de campos o relatividad general. Puede resultar útil para los primeros temas del curso, pero no más allá, ya que no cubre las supercuerdas.
- Existen además otros libros, como el de Kiritsis, o el de Becker, Becker y Schwarz, que son útiles para algunos aspectos concretos, aunque su mayor ventaja es cubrir algunos aspectos avanzados, que realmente no cubriremos en el curso.
- Además de los libros de texto, existen varios reviews útiles en los archivos. Una lista bastante exhaustiva en la que podéis husmear está en la wiki de Teoría de Cuerdas
Si en algún tema existe alguna referencia que sea particularmente útil, la mencionaré en el blog.
¡Saludos y buena lectura!
lunes, 16 de noviembre de 2009
Presentación de la asignatura
La finalidad de la asignatura es proporcionar una introducción a la teoría de cuerdas, describiendo los aspectos más importantes como los diversos tipo de supercuerdas, la compactificación a cuatro dimensiones, las D-branas y algunas de sus aplicaciones. El énfasis está en introducir los conceptos del punto de vista más físico, evitando algunos de los escollos más técnicos y matemáticos. Debido a ello, el curso no cubre algunos temas como las teorías de campos conformes en dos dimensiones, las teorías de supergravedad, etc, que requerirían cursos completos por sí mismos.
El curso sigue bastante fielmente el patrón de las notas disponibles en mi página web, aunque por limitaciones de tiempo nos saltaremos algunas secciones (o algunos temas). Podéis ver más bibliografía general comentada en otra entrada del blog.
El horario de los cursos es: martes de 16,30h a 17,30h; jueves de 15,30h a 17,00h; y viernes de 15,30h a 17,00h; del 17 de noviembre al 20 de enero.
La evaluación de la asignatura se hará mediante ejercicios que iré proponiendo y publicando en este blog, y que servirán para completar algunos puntos del material expuesto en las clases (o para extenderlo en direcciones más avanzadas).
Me reservo la opción de plantear también la elaboración de un trabajo final, dependiendo de los calendarios académicos, etc. Os comento además que la participación (o no) en el blog no se tendrá en cuenta a la hora de poner nota.
Aún así, os animo a usar esta plataforma!
Presentación del profesor
Me parece justo empezar con una presentación, en tanto que profesor de la asignatura e investigador del tema de las cuerdas
Mis coordenadas son:
Angel Uranga
Despacho C-XVI-317
email: angel.uranga@uam.es
No planeo tener un horario fijo de tutorías. En general estoy en mi despacho en horario laboral, y estaré encantado de atenderos en cualquier momento. Si queréis aseguraros de "pillarme", podéis comentármelo en clase o contactarme por email.
Soy investigador del CSIS y pertenezco al Instituto de Física Teórica IFT-UAM/CSIC, ubicado en el módulo C-XVI de la Facultad de Ciencias UAM. Me dedico a la investigación en teoría de cuerdas desde hace unos 15 años y me he centrado en el estudio de propiedades de la teoría compactificación de la teoría a cuatro dimensiones, y en la construcción de modelos que reproduzcan (lo más correctamente posible) el Modelo Estándar de Partículas Elementales.
Os sugiero que os animéis a responder a esta entrada con un breve mensaje sobre quiénes sois, cuáles son vuestras motivaciones, intereses y temas de investigación, a fin de conocernos un poco más.