Gravità supersimmetrica e buchi neri
Alcune delle domande più interessanti sui buchi neri sono legate a problemi fondamentali della fisica contemporanea: la sintesi di idee e concetti in ambito di fisica quantistica e geometria dello spazio-tempo. Negli ultimi anni, sono stati effettuati enormi progressi in relazione a vari aspetti dei buchi neri, utilizzando la teoria delle stringhe. Tra i tentativi di unificare la gravità con la teoria quantistica delle particelle elementari e le loro interazioni, la teoria delle stringhe ha attirato la maggiore attenzione. I fisici finanziati dall’UE hanno lavorato su un tale quadro teorico inerente alla gravità quantistica per descrivere l’origine della forza quantistica che lega i pianeti alle stelle. Il progetto HYPERGRAV (The last piece of the puzzle: Off-shell hypermultiplets in string theory and complex geometry) si è concentrato sulla supersimmetria, in relazione all’associazione tra bosoni e fermioni nei supermultipletti. In particolare, il progetto si è centrato attorno alla classe delle teorie supersimmetriche con N = 2, nelle quattro dimensioni. Per le teorie supersimmetriche con N = 2 nelle quattro dimensioni, i supermultipletti non possono essere in configurazione off-shell, senza l’introduzione di un numero infinito di campi ausiliari. Quindi, i fisici hanno elaborato il superspazio convenzionale N = 2, dove infiniti gruppi di campi ausiliari sono stati codificati in modo controllato. In particolare, sono state mappate con successo le azioni compensative che coinvolgono sistemi di materia e supergravità nell’ambito di superspazio armonico e proiettivo. Nel superspazio armonico, i campi corrispondono ai modi di Fourier su una sfera bidimensionale, mentre nel superspazio proiettivo corrispondono ai componenti di una espansione di Laurent. Armati di tecniche generali per la costruzione di sistemi di materia e supergravità, i fisici hanno dunque rivolto la loro attenzione su azioni derivate di grado più elevato. Hanno esteso queste tecniche per il caso delle cinque e sei dimensioni – le sei dimensioni costituiscono il numero di dimensioni massimo in cui possono apparire tali supermultipletti. Si prevede che i risultati del progetto HYPERGRAV abbiano interessanti applicazioni nello studio della meccanica dei buchi neri. Le azioni compensative di ordine più elevato, comprese quelle che coinvolgono i supermultipletti, comportano effetti in gran parte sconosciuti per la cosiddetta entropia di Bekenstein-Hawking relativa ai buchi neri.
Parole chiave
Buchi neri, gravità quantistica, teoria delle stringhe, HYPERGRAV, supersimmetria