IV Escola de Física Jayme Tiomno

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Gravidade Quântica e Segurança Assintótica: Uma Introdução

Ministrante: Prof. Dr. Antônio Pereira (IF-UFF, IMAPP - Radboud University)

Formato: À distância.

Horário: 8 às 10h.

Dias: 08 a 12 de agosto.

Carga Horária Total: 10h

Descrição: A física das interações fundamentais, como a entendemos nos dias de hoje, é sustentada por dois pilares: de um lado, as interações eletromagnética, nuclear forte e nuclear fraca são descritas pelo arcabouço das teoria quântica de campos, que une os princípios da mecânica quântica e da relatividade especial. A gravitação, por outro lado, é tratada pela teoria da relatividade geral, uma teoria que descreve a dinâmica do espaço-tempo, sua reação e influência sobre o conteúdo de matéria-energia. Para a vasta maioria dos problemas de interesse prático e, até mesmo, para muitas questões conceituais sobre as interações fundamentais, podemos descartar efeitos do campo gravitacional sobre os campos do modelo padrão da física de partículas ou, ainda, ignorar os efeitos quânticos dos campos de matéria sobre o espaço-tempo. Entretanto, há regimes de energia nos quais não podemos desprezar tais efeitos e uma teoria de gravidade (e matéria) quântica deve existir. A construção de uma teoria de gravidade quântica ainda é um grande mistério e desafia nosso entendimento sobre conceitos fundamentais na física.

O objetivo deste mini-curso é apresentar aos estudantes qual é o problema por trás da construção de uma teoria de gravidade quântica e concentrar em uma abordagem específica para a eventual resolução deste desafio. Consideraremos a possibilidade de a gravidade quântica ser uma teoria quântica de campos usual, a luz do cenário de segurança assintótica.

Pré-requisitos: Este curso envolve a combinação de muitos temas, desde os princípios básicos da relatividade especial e mecânica quântica até aspectos mais avançadas da relatividade geral e teoria quântica de campos. Por este motivo, o conjunto de pré-requisitos necessários poderiam ser muitos, mas tentarei focar em muitos aspectos conceituais e ilustrar aspectos técnicos através de modelos simples que nos permitem introduzir as principais ideias para o caso “real”. Além disso, o nível de aprofundamento de cada tópico será ajustado a depender do público inscrito nas aulas.

Programa do curso:

  • Aula 1. Introdução às interações fundamentais e ao problema da gravidade quântica

  • Aula 2. Gravidade quântica através da integral de Feynman

  • Aula 3. Constantes que não são constantes e o grupo de renormalização

  • Aula 4. Segurança assintótica

  • Aula 5. Onde estamos e para onde vamos (?)

Bibliografia: Não existem referências canônicas para este tema no nível em que será discutido. Portanto, pretendo distribuir materiais específicos para cada tema tratado. Entretanto, algumas referências que podem ser úteis: