La teoría de cuerdas y el plasma de quarks y gluones Mariano Chernicoff M. Departamento de Altas Energías Instituto de Ciencias Nucleares

Plan de la Plática Introducción 2: La correspondencia AdS-CFT. El potencial quark-antiquark ( JHEP 0702:084,2007 con J.A. García, A. Güijosa) y otros resultados ( JHEP 0702:084,2007 con A. Güijosa ). Introducción 1: El plasma de quarks y gluones. Conclusiones Algunos antecedentes (ilustrativo).

Introducción 1: El plasma de quarks y gluones Aceleran núcleos de oro y los hacen chocar a velocidades relativistas Entran 400 nucleones, salen aprox hadrones. Las energías 100 Gev por nucleón 1-10 Gev por hadrón ¿Qué es y cómo se crea?... Y después de la colisión: quarks y gluones desconfinados!!!

A través de diversas mediciones se conocen algunas características importantes del plasma de quarks y gluones: El sistema está en equilibrio térmico ( ). quarks y gluones desconfinados. Es un sistema fuertemente acoplado. Partones que atraviesan el medio pierden energía (supresión de chorros). QCD perturbativo predice apantallamiento en el potencial quark-antiquark (estático) a temperaturas altas. Simulaciones en la red predicen supresión del estado base del “charmonio” a temperaturas del orden de QCD en la red no dice nada sobre propiedades dinámicas, ¿qué otras herramientas tenemos para estudiar el plasma?

Introducción 2: La correspondencia AdS/CFT Teoría de Cuerdas en 9+1 sobre N SYM, con N = 4 en 3+1 sobre Minkowski Maldacena (1997); Gubser, Klebanov, Polyakov; Witten (1998)

Existe un diccionario (en construcción) que nos permite relacionar ambas teorías, por ejemplo: Operadores invariantes de normaCampos en la teoría de cuerdas Las cuentas del lado de cuerdas están bajo control cuando: y precisamente cuando la teoría de norma esta fuertemente acoplada!!!.... como el plasma de quarks y gluones., escala energética y espacio interno Algunas pistas sobre esta relación... Las constantes de ambas teorías se relacionan de la siguiente forma: y

N SYM N = 4 QCD Desconfinada Materia representación adjunta Confinada a bajas energías Materia representación fundamental Pero a temperatura finita, la vida es más alegre... QCD N SYM N = 4 Sigue desconfinada Potencial quark-antiquark apantallado Desconfinada Potencial quark-antiquark apantallado N Un problema: SYM N = 4 NO es QCD es constante

¿Cómo se ve la temperatura del lado de cuerdas? Teoría de Cuerdas en N SYM N = 4 en 3+1 sobre Minkowski a temperatura finita Horizonte Ahora intentemos aplicar algo de todo esto...

Algunos antecedentes ¿A que corresponde un quark estático en el plasma utilizando la correspondencia AdS/CFT? Cuerda Y el par quark-antiquark... Cuerda Quark pesado quarkantiquark Fuente externa en la rep. fundamental de SU(N)

Un primer antecedente importante: arrastrar un quark pesado en el plasma y calcular la fuerza de arrastre. [Gubser; Herzog, Kovtum, Karch, Kozcas,Yaffe; Casalderrey,Teaney] A partir de la acción de la cuerda, resolvemos ecuaciones de movimiento clásicas sujetas a ciertas condiciones de frontera. El resultado es: Charm [ Gubser ][ van Hees, Greco, Rapp ] AdS/CFT pQCD Algunos números:

Queremos calcular la energía de un mesón que atraviesa el plasma a velocidad constante... Energía de la cuerdaEnergía del par quark-antiquark Según la correspondencia AdS/CFT: El potencial quark-antiquark Un esquema de lo que vamos hacer:

La energía como función de la separación con diferentes valores de la velocidad: y Se desliga el par [A. García, A. Güijosa, MCh]

Separación máxima y longitud de apantallamiento como función de la velocidad: [Liu, Ragajopal, Wiedemann; García, Güijosa, Ch.] Y podemos concluir que: Tenemos supresión del estado base del “charmonio” a menor temperatura, ¿es esto lo que se observa en RHIC? Y siescala con la velocidad también en QCD, entonces

...Y otros resultados Es posible también calcular la fuerza de arrastre que siente un gluón: Y un sistema de k-quarks ligados (en particular el barión): [ A. Güijosa, MCh]

Conclusiones La correspondencias AdS/CFT es una herramienta útil para obtener información sobre teorías de norma fuertemente acopladas. En particular, hemos calculado y obtenido información sobre la longitud de apantallamiento. El plasma de quarks y gluones parece ser un escenario prometedor para que la teoría de cuerdas haga contacto con el mundo real. Sin embargo, necesitamos seguir avanzando hacia teorías más similares a QCD y también queremos ser capaces de modelar el plasma de manera más realista (extensión finita, expansión, etc.). Queda muchísimo por hacer...

La acción de la cuerda: es la generalización de la acción de la partícula relativista para un objeto bidimensional. es la métrica del espacio-tiempo son las coordenadas de la cuerda (campos escalares, la densidad de momento canónico conjugado. sobre la hoja de mundo). Con y