String Theory “Stabilizzare i Moduli”

UN PROBLEMA STRINGHISTA: MASSA AI MODULI. (Parte 1). ★★

Data la Teoria delle Stringhe, pensata come Framework Teorico in cui costruire modelli utili a descrivere la Natura, una domanda fondamentale è: riusciamo a fare un modello che si riconduca al Modello Standard della fisica delle particelle, a scale di energia sufficientemente basse?

La risposta ad oggi è “no”. E menomale che sia così, perchè questo fatto ci da lavoro 🙂 Esiste infatti un intero ambito di ricerca in continuo sviluppo che si chiama String Phenomenology. Tale ambito, cerca fra le altre cose, di rispondere a questa domanda.

Come mai dopo tanti sforzi e tanti anni un modello stringhista che si riconduca a Standard Model non esiste ancora, anche se il progresso è sempre positivo e continuo in questo ambito, giorno dopo giorno?
Il motivo è che fare Model Building è DIFFICILE.
Ci sono numerosi problemi da risolvere.

Discuto qui un problema fra i vari, ma forse il più bastardamente balordo di tutti.

Un problema onnipresente nel cercare di fare modelli realistici è quello che si chiama

vvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

“Stabilizzare i Moduli”.

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

 

Con onnipresente qui intendo che qualunque “versione” della teoria delle stringhe scegli per fare un modello, e qualsiasi modello tu cerchi di costruire, questo problema rimarrà SEMPRE. E’ proprio un problema intrinseco di TUTTO il framework stringhista. O vedendola in un altro modo, questa è una delle poche e uniche predizioni universali di tutto il framework. Non importa che modello fai, i moduli DEVONO esistere -dice la teoria.

Cosa sono questi moduli? Sono campi scalari senza massa. E questo è male. Perchè male? Perchè c’è un forte bound sperimentale (sostanzialmente legato al principio di equivalenza in GR) che ci dice che sperimentalmente tali campi scalari NON esistono in Natura.
Se esistessero, si accoppierebbero alla forza di gravità in un modo che è semplicemente sperimentalmente escluso.

Ci sono allora due soluzioni:
1) Tirare al cestino la teoria delle stringhe in toto.
2) Vedere se nella teoria delle stringhe esiste un metodo teorico per dare una massa a questi campi. Se gli dai massa e tale massa è sufficientemente alta, allora tutto è ok con gli esperimenti. Il metodo per dare massa ai moduli si chiama “Stabilizzazione dei Moduli”.

Ovviamente cercheremo di seguire la via 2), per ottimismo se non altro.

Ma prima un passo indietro. Chi sono davvero i Moduli? Perchè la teoria delle Stringhe ne predice l’esistenza? E come?

Dunque, String Theory vive in 10d e per andare a 4d occorre “compattificare la teoria”. Occorre postulare che esistano 6 dimensioni extra compatte e abbstanza piccole, e dire che forma hanno le 6 dimensioni extra.

Ora consideriamo un oggetto geometrico a caso. Questo oggetto ha un insieme di parametri geometrici che ne codificano “la forma”. Con un abuso di linguaggio chiamo tali parametri “Moduli Geometrici” (spiego dopo perchè hanno lo stesso nome dei campi scalari massless che dicevo prima).

ESEMPIO 1: cerchio. Il parametro qui è unico ed è il raggio, o equivalentemente la lunghezza della circonferenza.

ESEMPIO 2: sfera. Il parametro è unico ed è il raggio, o equivalentemente il volume.

ESEMPIO 3: toro. Ci sono due parametri, i due raggi. Oppure equivalentemente il volume del toro ed un numero che si chiama “complex structure” del toro e ti dice quanto io toro è schiacciato o ciccione.

ESEMPIO 4: una Calabi-Yau. Qui i parametri sono molti. Esistono esempi con solo 2 parametri, che è il minimo. Ma l’esempio tipico ne ha un centinaio. Sono comunque parametri che fissano la “forma” di una data CY.

Ora, quello che accede in Stringhe è che fissato un modello, fissiamo anche la forma delle 6 dimensioni extra. Il numero di campi scalari massless che la teoria predice esistere 4d è legato al numero di Moduli Geometrici che hai per le dimensioni extra che scelgo di usare. Questo fatto lo si può dimostrare in maniera rigorosa. In un certo senso, tanto più è complicata la forma delle dimensioni extra, tanti più moduli predici esistere, e tanto peggio è per la fenomenologia.

Vediamo quindi che qualsiasi modello io faccia, esisteranno sempre almeno una manciata di Moduli. Questo è male. Occorre trovare un modo per dargli massa!! Come faremo?
Lo scopriremo, forse, nella prossima puntata.

C’è comunque chi dedica la sua intera carriera a questo problema: la risposta NON è semplice e ovvia. 😉

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Per domande, dubbi o minacce, fate pure tranquillamente.
PS post/serie di post scaturito da una domanda di Nicola in un altro commento.

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Commenti: 10
Commenti
Alberto Merlano

Alberto Merlano la stabilizzazione dei moduli in realtà ti rompe i coglioni e al contempo ti fornisce candidati per materia oscura e fornisce metodi per rompere susy più o meno violentemente. La string pheno non è il mio ambito, ma da quel poco che so, ad oggi non c’è un metodo per dare massa ai moduli in modo da rompere susy in maniera soffice. Avevo letto dei lavori di Conlon a riguardo, ma potrei ricordarmi parecchio male. Mi rinfreschi la memoria Fede?

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Federico Carta

Federico Carta Il Maestro indiscusso della Moduli Stabilization, qui sul gruppo, è Francesco Muia. Se ne ha voglia può farlo lui sicuramente meglio di me.

Provo a dire qualcosa, ma se sbaglio correggetemi.

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Francesco Muia

Francesco Muia Federico Carta ahahah LOL mi sembra un pò esagerato 🙂

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Federico Carta

Federico Carta Francesco ahah beh non ho detto “massimo esperto nel mundo mundial”. Solo qui sul gruppo. Saremo circa 10 stringhisti al massimo che leggono, e mi pare di capire che tu sei quello che lavora in un ambito più affine a ste tematiche 🙂

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Federico Carta

Federico Carta Rispondo qui in modo tecnico ad Alberto. Il mio piano era di riscrivere le stesse cose di questo commento (in realtà molto meno 😉 ) in un altro post divulgativo in futuro. Quindi se questo commento non è chiaro a tutti pace.

Alberto il modo in cui fai Moduli Stabilization dipende fortemente se stai facendo Model Building in IIA, IIB o Eterotica.

1) IIA. Puoi stabilizzare tutti i moduli di Kahler e Complex structure in maniera perturbativa (tree level nella sugra action con termine cinetico 2 derivate, senza higher loops in gs o higher orders in alpha’) sostanzialmente accendendo flussi (sia RR che flussi geometrici o non-geometrici) in maniera opportuna. Usare non-geometric è più rischioso/meno capito, che con flussi di RR. Però puoi fare anche con RR.
Per quanto riguarda stabilizzare invece open string moduli, la questione è ancora molto aperta.

2) IIB. Stabilizzi i moduli di complex structure in maniera perturbativa accendendo opportuni flussi, tipo in IIB. Per i moduli di Kahler usi effetti in qualche modo non perturbativi (alpha’ corrections alla sugra action in uno scenario LVS di cui Francescopuò dirti infinitamente di più di me, se ne ha voglia) oppure con effetti tipo “gaugino condensations” o D3 brane euclidee in scenari tipo KKLT.
Per quanto riguarda stabilizzare invece open string moduli, la questione è ancora molto aperta.

3) Eterotica. Non so una cippa.
Per il poco o nulla che so, prendi il gauge bundle E8xE8 e usi un E8 per romperlo a SM e fare pheno li, mentre nell’altro E8 accendi un profilo per il gauge bundle che “mimichi” i gaugino condensation che usi nella IIB. Recall che eteorica è duale a F-Teoria e F-Teoria è un sinonimo di IIB storngly coupled, quindi un modo per legare le due cose deve esistere, e probabilmente è studiato, ma lo ignoro.
Per quanto riguarda stabilizzare invece open string moduli, va di culo perchè open string moduli in eterotica non esistono 🙂 🙂

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Alberto Merlano
Alberto Merlano Si io il poco che avevo letto, riguardavano la Type IIB, in particolare il modello KKLT o LVS. Appunto mi sembra poco naturale stabilizzare i moduli con un contributo instantonico dalle D3, per questo chiedevo se c’erano modi più naturali. Per la questione stringa chiusa capisco cosa mi dici. Per la eterotica non hai flussi naturali da accendere quindi tutta la rottura che fai a mano dando massa ai campi susy è in un qualche modo poco naturale dalla prospettiva di stringa no? (molto naturale invece dal punto di vista del SM o BSM). Ammetto che degli aspetti fenomenologici me ne sono sempre un po’ lavato le mani e preferisco guardare alla teoria in maniera più formale, tuttavia continuerò a seguire il post che magari mi elevate dalla mia colossale ignoranza…

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Federico Carta

Federico Carta Alberto per KKLT usi il contributo istantonico delle D3 (o un gaugino condensation nella teoria che vive sulle D7. A livello di moduli stabilization il risultato è indifferente). Però in uno scenario di LVS non usi robe del genere, e usi correzioni alpha’. Di LVS però io sono un asino. E’ molto interessante, ma non ho mai avuto modo di approfondire.

E’ più naturale l’una o l’altra? Boh.
Certo è più semplice fare IIA e stabilizzare tutto in maniera perturbativa con i flussi. Però li i problemi del model building sono altri (legati al fatto che siamo molto più ignoranti per quanto riguarda i cicli special lagrangian piuttosto che i cicli olomorfi e quindi è difficile wrappare brane in maniera dignitosa).

Alla fine vige il principio che dato che tutto è duale, l’inculata è costante ovunque ti giri nel fare Model Building.

Per la parte di eterotica, sul serio non so dirti nulla di più di quello che ho già scritto e non voglio dire falsità. Il problema è certamente studiato (Lara, James, Brut e amici) ma non so dirti. Considera che li hai anche l’inghippo tecnico di dover imparare matematica molto più difficile, rispetto a quello che ti serve per stabilizzare con flussi in IIA/IIB. Quindi è naturalmente più di nicchia.

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Alberto Merlano
Alberto Merlano mi linki 2-3 paper dove spiegano bene i dettagli matematici di ste cosette che mi hai detto?

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Alberto Merlano
Alberto Merlano oddio forse ho trovato già io qualcosa… azz, roba brutta brutta…

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Francesco Muia

Francesco Muia Si dunque in LVS in parole povere hai due tipi di moduli da stabilizzare (oltre ai complex structure, che sono stabilizzati come in KKLT dai flussi): il volume e i blow-up (che sarebbero i “buchi” dello Swiss-cheese CY). Si usano sia non-perturbative corrections che alpha’ (che sono perturbative). Non-perturbative ti stabilizzano i blow-up alla stessa scala dei complex structure, mentre il volume è stabilizzato a scale più basse da alpha’-effects. Chiaramente con solo questi ingredienti ti ritrovi in AdS. Per upliftare sei costretto ad aggiungere altri effetti (puoi scegliere fra vari effetti perturbativi e non-perturbativi). Suggerirei di guardare un paio di articoli originali di Joe Conlon: hep-th/0502058 e hep-th/0505076. Ovviamente in tutto questo stai accettando che la descrizione in 4d effective field theory della faccenda sia valida, che è la maggiore critica rivolta dagli scettici. Se accetti questo è tutto “abbastanza” sotto controllo. In questo scenario si può ottenere qualcosa di abbastanza simile al MSSM (un modello left-right simmetrico) con gaugini alla scala del TeV, scalari dal TeV in su e gravitino intorno a 10^6 GeV. So che il mio relatore è in procinto di presentare un modello con esattamente l’MSSM (ma non so a che scala sia rotta SUSY).

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Federico Carta
Federico Carta Francesco Muia il tuo relatore sta per tirare fuori un modello di LVS che da esattamente MSSM? 🙂Mañana big gossip all’ IFT ahah. Bello!!

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Francesco Muia

Francesco Muia Beh è da un pò che ci lavora con Fernando et al. So che a un certo punto si era arenato perchè non trovavano il CY giusto ma poi si sono sbloccati (il modello è parecchio complicato). Devi chiedere a Pramod che sta lì a Madrid, è lui che ci sta lavorando alacremente credo.

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Giacomo Gradenigo

Giacomo Gradenigo Giusto una domanda su di una parte che (forse) posso capire: perché il principio di equivalenza in GR cozza con l’esistenza di campi scalari massless? Forse perché in assenza di massa puoi sempre trovare un cambio di coordinate che localmente mette a zero il tensore energia-impulso associato al campo, in pratica puoi far “scomparire” gli effetti misurabili del campo con un cambio di coordinate, e questo lo rende “non fisico”?

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Giorgio Torrieri
Giorgio Torrieri Perche il campo scalare ha una componente che si accoppia alla traccia del tensore dell’energia impulso (il dilatone phi), e la costante di Newton inizia a essere proporzionale a exp[].
Quindi, amenoche phi sia fisso, Galileo potrebbe andare sulla torre di pisa con un dilatone in una mano e una particella “normale“ in un’altra, e vedere tempi di caduta diversi.
In realta’, sono grato a Federico Carta della chiara presentazione di questa questione, che e una buona ragione per la quale sono molto scettico della teoria delle stringhe.
Sia dal punto di vista ”fisico” (un principio elegante come il principio di equivalenza e’ trattato come un problema tecnico, da essere risolto con meccanismi che di solito sono molto “artificiali“ (KKLT e compagnia bella) sia “sociologico” (e un buon esempio del fatto che molto del lavoro delle stringhe, brillante e innovativo che sia, sia incentrato alla soluzione di problemi _interni_ alle stringhe piuttosto che spiegazioni di fenomeni fisici). Scusate per il commento antistringhista in una discussione come questa, ma e un sasso che penso va gettato.

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Federico Carta

Federico Carta Giorgio se phi è massivo, non ci sono problemi. Certo, il principio di equivalenza è qualcosa di elegante. Non mi spiego però come mai tu ti aspetti che debba rimanere valido a scale di energie arbitrariamente alte. Metti che il dilatone sia stabilizzato a 10^18 GeV. Sai argomentare o dimostrare come mai il principio di equivalenza dovrebbe essere valido fino a tale scala e oltre?

Non so, il tuo mi pare un pregiudizio a caso fra i tanti che la gente ha contro la teoria delle stringhe. Una logica del tipo “il principio di equivalenza è bello quindi è intoccabile”

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Francesco Muia
Francesco Muia Non capisco perché uno debba aspettarsi che il lavoro in stringhe non sia incentrato sulla soluzione di problemi tecnici. Nè perché si ritenga che KKLT e compagnia bella sono artificiali. E concordo con Federico Carta sull’ultima parte.

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Davide Billo
Davide Billo Bello! Per caso hai del materiale su questo bound di cui parli? C’è una referenza principale?

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Federico Carta

Federico Carta Non conosco una referenza micidiale che spieghi bene il fatto, ed i limiti sperimentali che esistono.

Il fatto che extra massless scalars non vadano bene è comunque sia legato al fatto che essi sarebbero mediatori di una fantomatica “fifth force” che sperimentalmente non vediamo, e questo è in qualche modo (che non so bene) testabile con il principio di equivalenza.

Non posso googlare articoli ora. Prova a cercare la pagina di Wikipedia “fifth force”. Ricordo che esiste una sottosezione legata a KK compactifications (che è il caso di String Theory) e che ha referenze.

Se no cerca le lectures di Denef a Les Houches. Si chiamano qualcosa tipo “Constructing String Vacua” oppure “Building String Vacua”. Dovrebbe spiegare il fatto e dare referenze, se non erro.

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Federico Carta

Federico Carta Volevo dire che comunque il mio obbiettivo per sto post era cercare di tenere tutto a livello divulgativo. Per invogliare la gente a leggere, commentare, e fare bellissime domande anche molto di base. Forse se iniziamo a parlare “a cazzo duro” di gaugino condensations e D3 euclidee spaventiamo la gente 🙂

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Filippo Ottonieri
Filippo Ottonieri Beh, un po’ intimidente è…
Diciamo che come esponente del profanesimo potrei chiedere: se ben capisco, anche dopo le acrobatiche operazioni di cui discutete i campi scalari in questione, che vanno da poche unità a centinaia, continuano a esistere, solo che hanno massa sopra i limiti accessibili alla fenomenologia.
Quindi: quale contributo darebbero questi campi alla fisica , sia pure ad alte energie? Che tipo di interazioni avrebbero? Il fatto che corrispondano alla compattificazione di dimensioni extra si traduce in qualche specifica caratteristica fisica di questi campi?

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Francesco Muia

Francesco Muia Prima di alzarmi dal letto se no poi diventa impossibile. Si filippo, questi campi continuano ad esistere ma la loro massa sarebbe talmente alta che risulterebbe molto difficile eccitarli oggi (e sono accoppiati gravitazionalmente). Il motivo è che in passato, quando l’universo era molto più caldo, questi campi costituivano una frazione importante della densità di energia dell’universo, finché non sono decaduti in particelle del modello standard. C’è però un vicolo forte sul tempo di decadimento: deve succedere prima della nucleosintesi, altrimenti rovinerebbe le predizioni sulle abbondanze degli elementi leggeri che sono in ottimo accordo con le osservazioni. Questa osservazione pone un bound inferiore sulla massa dei moduli di circa 100 TeV. Una speranza di osservare gli effetti dell’esistenza dei moduli sta nelle onde gravitazionali, che è quello di cui mi occupo da un anno a questa parte, vedi https://arxiv.org/abs/1708.08922 .(+1)

Edit: Fatemi aggiungere che i moduli sono probabilmente la predizione più generica di string theory (di tutte le teorie con extra dimensions in realtà), completamente indipendente dalla scelta dello spazio di compattificazione.Gestire

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Filippo Ottonieri
Filippo Ottonieri Grazie. Ma se questi campi interagiscono solo gravitazionalmente (ho capito bene?) non dovrebbero essere estremamente stabili e quindi la loro “sparizione” a livello cosmologico richiedere “molto tempo”? E la loro produzione /decadimento passare per l’assorbimento/emissione di un gravitone? Questo non avrebbe effetti sulla radiazione di fondo cosmico?
Vabbè, leggerò il tuo paper, e grazie di nuovo.

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· 1 g

Francesco Muia
Francesco Muia Ciao Filippo. Il fatto che sono accoppiati gravitazionalmente indica che il tempo di decadimento è dell’ordine tau ~ Mp^2/m^3, dove Mp è la massa di Planck ed m quella del modulo. Un modulo con massa > 100 TeV decade gravitazionalmente prima di BBN, che inizia circa a temperatura di 3 MeV, quindi circa 1 secondo “dopo” il big bang. Si, i moduli decadono scambiando gravitoni, essendo accoppiati solo gravitazionalmente, e purtroppo non procurano effetti drammatici sulla CMB, vedi https://arxiv.org/abs/1502.07746 (+2)per una review.Gestire
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· 23 h

Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Federico Carta, sono un po’ sorpreso da questo post. Da quello che ho sentito in giro mi ero fatto una idea opposta e a quanto pare sbagliata. Pensavo infatti che il problema fosse dovuto al fatto che è in un certo senso troppo facile riottenere il MSe quindi la fisica delle basse energie non ci dà sufficienti indizi per selezionare alcuni dei tantissimi modelli di stringhe equivalenti. Ho frainteso completamente o il conflitto che vedo è solo apparente?

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Francesco Muia

Francesco Muia La teoria delle stringhe contiene tutti gli ingredienti per ottenere il MS a basse energie. Farlo esplicitamente però (e in maniera completamente consistente, con tutti i moduli stabilizzati e una cosmologia sensata) è estremamente difficile. La cosa “buona” è però che (entro certi limiti) ST ti fornisce un framework in cui fare conti espliciti: scegli un CY, una configurazione di brane etc (e fai qualche assunzione) e ti calcoli “tutto”.

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Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Il problema è che quando leggo “contiene tutti gli ingredienti per” deduco in particolare che “non sono note ostruzioni per” e ci si attende che si possa fare. Il post di Federico Carta sembra indicare il contrario

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Federico Carta

Federico Carta Sebastiano Si, certo. Non ho mica mentito. Non lo si sa fare perchè è difficile farlo, nonostante gli ingredienti uno per uno esistono tutti.

Avere gli ingredienti non implica sapere come fare model building, nonostante non esistano ostruzioni formali. L’analogia è dare a un bambino gli ingredienti per fare una pasta al forno. Non ci sono ostruzioni all’esistenza della pasta al forno finita, ma per il bambino è difficile perché non sa cucinare.

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Sebastiano Carpi

Sebastiano Carpi Federico CartaCarta Non ho scritto assolutamente che hai mentito (ci mancherebbe) né che quello che hai scritto sia sbagliato (sono lontanissimo dall’avere la competenza necessaria per una affermazione di questo tipo). Ho scritto solo che quello che scrivi sembra indicare una ostruzione per la derivazione del MS (si dovrebbe dare massa ma non è chiaro come si possa fare) che sembra stridere un po’ con affermazioni del tipo “ci sono tutti gli ingredienti per ottenere il MS a basse energie”

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Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi In sostanza io avevo capito che il problema fosse che “è troppo facile ottenere il MS” mentre il tuo post sembra indicare che sia vero il contrario. Ovviamente è possibile che io abbia frainteso qualcosa e cercavo chiarimenti

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Federico Carta

Federico Carta Dipende tutto dalla definizione linguistica di “ingrediente” e di “ostruzione” che usiamo.

Con la mia definizione (quella comune nell’ambito)
come ingredienti si intendono come il fatto che sappiamo come trovare gruppi di gauge non abeliani, fermioni chirali, rappresentazioni corrette, etc. Se ci fosse un no go su queste cose allora si che sarebbe la fine di stringhpheno (o quasi). Ma tali no go non esistono. Gli ingredienti ci sono tutti.

Comunque si, scusami ma hai frainteso. Lo statement corretto è che è troppo facile fare modelli che hanno proprietà in comune con SM, ma allo stesso tempo a oggi è ignoto un modello che dia esattamente SM

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Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Ok, credo di aver capito. Forse il punto è che questi modelli che danno “circa lo SM” sembrano indistinguibili sperimentalmente a basse energie e il fallimento nella ricerca della supersimmetria ha peggiorato la situazione. Giusto?

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Federico Carta

Federico Carta No. Sbagliato.

Come scritto sopra, non esiste nessuno modello che a energie sufficientemente basse riproduca SM (o sia equivalente a SM entro bound sperimentali).

Non so come ti sei fatto l’idea che i modelli fossero addirittura molti, ma è proprio un fatto falso. A oggi, sono zero.

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Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Ok, ho totalmente frainteso. La cosa è del tutto possibile visto che queste idee me le sono fatte leggiucchiando e chiacchierando qua e là senza tentare un minimo di comprensione tecnica della questione

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Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Quindi, se non capisco male, nessuno dei modelli con proprietà comuni al SM che si riescono ad ottenere è sperimentalmente compatibile con il SM. Giusto?

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Federico Carta

Federico Carta Forse ho una idea del punto dove nasce la confusione. Forse confondi il landscape (insieme modelli stringhisti scrivibili a priori e matematicamente ok) con l’insieme dei modelli stringhisti che vanno a SM a basse energie.

Nel primo insieme ci sono moltissimi modelli. Nel secondo per ora zero.

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Federico Carta
Federico Carta Sebastiano Carpi all’ultima domanda la risposta è sì. Ad esempio son modelli che hanno stesso gruppo di gauge di SM (quindi qualcosa in comune) ma magari che ne so 1637361528 famiglie

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Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Ok, quindi esistono molti modelli che riproducono la fisica del MS a basse energie o no?

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Federico Carta

Federico Carta Ne esistono zero, come ho scritto molte volte. Non capisco quale sia il (mio) problema nel comunicare questo fatto.

“Esistono a oggi zero modelli stringhisti che hanno SM come limite di bassa energia”.

Questo è lo statement.

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Sebastiano Carpi

Sebastiano Carpi Ok, volevo essere sicuro di aver capito bene. La cosa mi colpisce un po’. Avevo anche intervistato uno stringhista su questo punto in tempi recenti e avevo capito il contrario. Probabilmente ho frainteso

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Francesco Muia
Francesco Muia Fammi vedere se riesco a essere chiaro. Mettiamo che parti da basse energie e ti scrivi una lagrangiana con dei parametri. Ora, se questa soddisfa determinate condizioni (cioè appartiene al landscape invece che allo swampland) puoi dire al di là di ogni ragionevole dubbio che essa possa essere completata nell’UV in teoria delle stringhe (vedi review di @federico sullo swampland), perchè non esistono ostruzioni note (e il modello standard è un esempio). I valori dei parametri della lagrangiana saranno dati da VEV di moduli. Altra cosa è dire parto da 10D con un Calabi-Yau e faccio una compattificazione con tutti i crismi che mi lasci alla scala del TeV con solo l’MSSM. Questo è molto più difficile e finora non si sa fare.

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Davide Billo
Davide Billo Francesco Muia scusa, ma secondo quello che dici tu sembra che SM, qualora soddisfi le condizioni per appartenere al landscape di cui parli, ammetta un completamento UV in stringhe. Sei sicuro di questo? Perché allora la gente ci smazza per compattificare e trovare SM da lì?

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Davide Billo
Davide Billo Federico Forse mi sono fatto un’idea sbagliata, ma SM potrebbe non essere ricavabile da stringhe.
Da quello che dici sembra che tu sia certo che SM ci sia, solo che è difficile trovarlo…invece secondo me potrebbe anche non esserci, sbaglio?

Gestire

Sebastiano Carpi
Sebastiano Carpi Federico Carta
“Non so come ti sei fatto l’idea che i modelli fossero addirittura molti, ma è proprio un fatto falso” Credo di aver trovato una spiegazione sul come mi sono fatto questa idea scorrendo il tuo articolo di rassegna con Vafa et. al. Nell’articolo scrivete che è un “common lore” il fatto che si possa ottenere praticamente tutto nel limite di basse energie e quindi in particolare il MS. Scrivete poi che per voi questo è un punto di vista che ritenete sbagliato ma mi pare evidente che le voci che mi sono arrivate derivano proprio da questo “common lore”, direi per definizione di common lore

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Sebastiano Carpi

Sebastiano Carpi Ho poi un’altra domanda. Da quello che ho capito la difficoltà non sta nel recuperare il MS in sé ma nel recuperare una qualche teoria effettiva che si ottiene accoppiano il MS con la gravità. La mia domanda è la seguente: se si trascura la gravità e si cerca solo il MS a energie sufficientemente basse la difficoltà permane? E se si cerca di ottenere un MS su uno spazio-tempo curvo classico invece che una teoria effettiva di gravità quantistica?

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Francesco Muia
Francesco Muia Davide Billo perchè dire che nel MS non sembra esserci nessuna ostruzione ad avere un completamento UV in teoria delle stringhe e costruirlo esplicitamente da una compattificazione sono due cose diverse.

Gestire

Davide Billo
Davide Billo Francesco Muia ok, sono cose diverse. Ma avrebbe senso uno scenario tipo SM ammette completamento UV in Stringhe ma non lo posso ottenere tramite compattificazione?

Gestire

Francesco Muia
Francesco Muia No. Ci sono dei criteri per stabilire se una teoria effettiva ammette un completamento UV in string theory. Ad esempio uno dei criteri dice che le simmetrie globali non sono compatibili con la gravità quantistica. Nota bene che questi criteri sono “euristici”, nel senso che non c’è una prova formale della loro validità, ma molti hints in quella direzione. Per una discussione più dettagliata vedi la review di Federico Carta (https://arxiv.org/abs/1711.00864)(+3). Il Modello Standard non ha ostruzioni evidenti secondo questi criteri. In questo senso si è ragionevolmente certi che esso possa essere immerso in ST. Un esempio semplice di teoria che non soddisfa uno di questi criteri, e che quindi probabilmente non può essere immersa in ST in modo consistente è Maxwell accoppiato con gravità (perchè viola il criterio che “tutte le cariche devono essere presenti”). Altra cosa è costruire il modello standard partendo dalle 10D e facendo una compattificazione esplicita, in cui ti calcoli tutti i parametri della lagrangiana come funzioni dei parametri della compattificazione. Sono due approcci diversi e complementari e utili entrambi.Gestire

[1711.00864] The String Landscape, the Swampland, and the Missing Corner

ARXIV.ORG
fonte facebook:

(seconda parte)

Commento (Tufano):

 

Leggendo questa discussione mi sono fatto alcune idee:

  1. Che c’è una sorta di deformazione professionale a usare la parola in modalità contratta ST, ad esempio, al posto di String Theory.
  2. Che da un lato si invochi una luce di comprensione grazie alla logica, e da ciò collimare i modelli ad il reale, ma poi ci si renda conto dell’impianto convenzionalmente considerato “anti_intuitivo” della fisica sub atomica, ad esempio nel concetto che una particella potrebbe avere un “effetto tunnel” a eseguire un cambiamento di stato, nonostante non abbia la energia che gli consentirebbe di superare il muro della energia (media) necessaria a quel cambiamento di stato. Dunque -evidentemente- la “perdita del realismo” in fisica sub atomica porta a non intuire che dire “energia media” non significa che il valore per la transizione sia sempre quel valore specifico. Appunto perché una media è composta da molti valori e non da un solo valore. Oppure considerare la fisica sub atomica uno spazio “astratto” in cui le “particelle” non hanno una posizione & quantità di moto, ma solo una probabilità di posizione e quantità di moto, poiché il modello è probabilistico. Quindi l’appiattimento di vedere il reale solo attraverso il modello! .. mentre è il modello che deve modificarsi .. quando non corrisponde al reale.
  3. cito inoltre la mia idea che la teoria delle stringhe, in sé, come rinvio a dimensioni extra, è più che legittima e modalità sempre possibile, purché si spieghino le relazioni che proiettano dal reale a quello spazio astratto (e ritorno).
  4. infine cito la mia idea che io ho la presunzione di avere capito perché il modello standard non funziona: Non funziona, perché è una collezione di enti materiali (dotati di massa) e immateriali (sotto forma di energia). stop. Va quindi fatto un cambio di “cosmologia”: esiste -negli enti- la modalità mix. miscelata, (che io chiamo anche dell’interim, o del transitorio), oltre che le forme pure.

La forma “pura” della massa è quando una massa è alla velocità v=0, e tale velocità va misurata rispetto al nostro universo.

Ogni ente ha una posizione e velocità dentro un contesto. Se non si spiega quale sarebbe il contesto, è assurdo dire velocità v, oppure posizione [x(t), y(t), z(t)].

Inoltre la energia “pura” è solo quando v=c.

Se non si capisce che scrivere per una particella di massa m=m0

(1) Energy_1=[m0/sqrt(1-v^2/c^2)]*c^2

significa

(2) Energy_2=m0*c^2 solo quando v=0,

allora non si ha chiaro che quando v > 0 non aumenta la massa della “particella”, né aumenta il max della Energy_2, ma aumenta la energia della (1) a causa di altre particelle(*), che da ferme si mettono in moto, poiché il max di energia della singola particella di massa m0 è solo dato dalla (2).
(*)
Quindi la (1) in presenza di più di una sola particella che assorbe la energia data dai campi andrebbe riscritta rispetto al numero delle particelle coinvolte, quando fossero, il numero delle particelle coinvolte, con numero maggiore di una singola particella.

Ec theorem, in MQM theory (meta_quantum_mechanics)

TH:
Ec_max, di m0, when v=c

Ec_max (di m0) = 0

Essendo

(3) Ec=(m-m0)c^2 quando v -> c

ma anche

Ec=(1/2)m0*v quando v << c si potrebbe capire che non è la massa m0 che cambia di valore, ma v > 0, con v << c che aumenta Ec.

Cioé posto:
Ec1=(1/2)m0*v1
Ec2=(1/2)m0*v2; v2 > v1
Ec3=(1/2)m0*v3; v3 > v2

Ne segue che:

Ec1 < Ec2 < Ec3 pur essendo m0=costante, mentre v cresce Eci, se v << c.
(con i che va da 1 vs 3).

Tuttavia Ec ha un limite massimo, max, che indicheremo come segue:

Ec=x=Ec_max.

Dunque ..

Quando dalla (3), in ipotesi che esista solo la “particella m0”, si può scrivere ..

(4) Ec_max=x=mc^2 – m0*c^2= E_max- m0*c^2;

Poiché sappiamo quanto vale

(5) E_max=m0*c^2, sostituendo la (5) nella (4) otteniamo la (6) seguente:

(6) Ec_max=0

cvd.

Interpretazione della (6)

Ovvero di TH: Ec_max (di m0) = 0

Non è forse vero che la massa della particella se si trasforma in energia vede massa m0=0? .. appunto perché la luce non ha massa? ..

Come potrebbe avere una velocità una massa che non esiste più?

Quindi va cambiato l’ARCHETIPO DI FONDAZIONE che una massa rimanga tale al variare della velocità!

Se -peraltro- è vero che m0=circa costante se v << c E’ vero che m0=/=costante se v -> c.

Poiché la massa m0 scompare .. quale è l’INTERIM(?) che osservi la logica di una grandezza che passa da m=m0 ad m=0? .. se non in diminuzione! .. anziché in accrescimento come vorrebbe ..

(i) m=m0/sqrt(1-v^2/c^2); la quale cresce! .. se v -> c

Infatti la (i) ..

è in modalità ANTITESI! di ciò che dice la fisica .. che mostra che la massa scompare visto che la luce (onde elettromagnetiche) sono senza massa (massiva)!

Dunque .. la fisica dice ..

Tesi: la m(v) al tende di v-> c vede m(v) (per la parte massiva) -> 0.

Da cui se ne ha il seguente apparto formale:
vedi https://6viola.wordpress.com/2018/05/04/100-anni-della-costante-h-di-planck-new-h-theorem-physics/

h-TH2:

 

dove:
mp=m_p in cui la p NON è la quantità di moto, ma petice che si riferisce alla massa nella sua parte ancora massiva, quindi potenziale a divenire radiativa.

more info:

https://6viola.wordpress.com/2018/05/04/100-anni-della-costante-h-di-planck-new-h-theorem-physics/

Spero, allora, che chi ha letto con calma le formule di h-Th2 qui sopra si renda conto che “le masse massive variano” ed è questo fatto, già noto nella Energia cinetica, ma macrosystem, che genera i problemi di “modulo” e di rinormalizzazione nella teoria delle stringhe!

In particolare, nella scala micro-sys, va considerata la trasformazione micro-sys e non quella macro sys, poiché le due deformazioni sono in anti_tesi!

Mentre infatti fornendo energia cinetica a particelle sub atomiche come negli acceleratori di particelle la energia Ec aumenta! ..

nel livello micro_sys: SI CREA L’EFFETTO OPPOSTO!

E cioé la m0*c^2, numericamente e per la singola particella, rimane stabile, ma le due aliquote variano, lasciando m0=costante.

E in particolare la diminuzione della massa massiva porta alla identità,
in v=c, tra mr & m0

da cui la energia nella luce andrebbe scritta ..

NON energy=m0*c^2; m0=massa quando v=0.

Bensì energy=(mr)*c^2; mr=massa_radiativa.

dove mr=m0 solo numericamente! .. ma non fisicamente .. poiché m0 è in genere associata al valore della massa a riposo! .. e non della massa quando v=c.

Consiglio inoltre di leggere le implicazioni della analisi attuale sullo studio di Dirac nell’articolo seguente:

Studio del mare di Energia di Dirac: soluzione di alcune aporie e ossimori

https://6viola.wordpress.com/2017/12/20/studio-del-mare-di-energia-di-dirac-soluzione-di-alcune-aporie-e-ossimori/

poiché si può dimostrare che molta parte dell’analisi di Dirac può essere salvata.

Articoli citati nella discussione su facebook:

Oscillons from String Moduli
https://arxiv.org/pdf/1708.08922.pdf

Cosmological Moduli and the Post-Inflationary Universe: A Critical Review
https://arxiv.org/abs/1502.07746

The String Landscape, the Swampland, and the Missing Corner
https://arxiv.org/abs/1711.00864

Un articolo che mette a confronto la teoria delle stringhe e la teoria quantistica a loop:

https://astronomicamens.wordpress.com/2016/06/03/loop-vs-stringa-due-facce-della-stessa-medaglia/

ultima versione:

26 maggio 2018, ore 8.58

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