Course Syllabus
Obiettivi
Discussione del problema della quantizzazione della gravità.
Contenuti sintetici
1. Problemi legati alla quantizzazione della gravità.
2. Quantizzazione semiclassica.
3. Proposte di completamento ultravioletto.
Programma esteso
- Non rinormalizzabilita' della gravità.
- Problema della gerarchia; problema della costante cosmologica.
- Buchi neri. Radiazione di Hawking, termodinamica dei buchi neri, problema dell'entropia.
- Elementi di supersimmetria e supergravità.
- Introduzione alla teoria della stringa bosonica e della superstringa in formulazione di Neveu Schwarz-Ramond.
- D-brane: Condizioni al contorno di Dirichlet e Neumann per la stringa aperta. T-dualità. Dp-brane e loro interpretazione fisica.
- Spazio Anti de Sitter e sue caratteristiche geometriche.
- Il principio olografico.
- Introduzione alla corrispondenza AdS/CFT. Discussione delle prime prove cruciali della corrispondenza.
Prerequisiti
I corsi di Relatività generale e Fisica teorica I e II.
Modalità didattica
Lezioni e esercitazioni frontali
Materiale didattico
-- Lezioni online su black holes:
A. Tomasiello, Lectures on quantum gravity
-- Lezioni online su supersimmetria:
S. Martin: Supersymmetric primer;
Quevedo et al. Cambridge lectures on supersymmetry and extra-dimensions
-- Teoria delle stringhe:
R. J. Szabo, An introduction to string theory and D-branes dynamics, World Scientific ed.
D. Tong, String theory, arXiv:0908.0333
-- Introduzione alla corrispondenza AdS/CFT:
L. Susskind, J. Lindesay, An introduction to black holes, information and the string theory revolution: the holographic universe, World Scientific ed.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
secondo semestre, quattro ore settimanali
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale basato sulla relazione su un argomento di approfondimento non trattato a lezione (da concordare coi docenti) ed alcune domnde molto generali sul contenuto del corso.
La valutazione finale terrà conto del livello di comprensione dell'argomento di approfondimento e della chiarezza espositiva, nonché della qualità delle risposte a domande generali sugli argomenti trattati nel corso.
Orario di ricevimento
Al termine delle lezioni o su appuntamento scrivendo a:
silvia.penati@mib.infn.it
alberto.zaffaroni@mib.infn.it
Sustainable Development Goals
Aims
Discussion of problems in quantum gravity.
Contents
1. Problems related to the quantization of gravity.
2. Semiclassical quantization.
3. Proposals for ultra-violet completion of the theory.
Detailed program
- Non-renormalizability of gravity.
- The hierarchy problem; the cosmological constant problem.
- Black holes. Hakwing radiation, black hole thermodynamics, the entropy problem.
- Elements of supersymmetry and supergravity.
- Introduction to the theory of boson strings and superstrings in the Neveu Schwarz-Ramond formulation.
- D-branes: Dirichlet and Neumann boundary conditions. T-duality. Dp-branes and their physical interpretation.
- Anti de Sitter space and its geometrical features.
- The holographic principle.
- Introduction to the AdS/CFT correspondence. Discussion of its first crucial tests.
Prerequisites
Courses of General Relativity and Theoretical Physics I and II.
Teaching form
Lecture and tutorial classes
Textbook and teaching resource
References for the first 5 weeks:
- T. Hartman, lectures on black holes: http://www.hartmanhep.net/topics2015/
- Caroll, an introduction to general relativity, chapter 9
- Review on the cosmological constant problem: https://arxiv.org/abs/1205.3365
- D. Harlow, Jerusalem lecture notes on quantum information and black holes: https://arxiv.org/abs/1409.1231
- Wess and Bagger, Supersymmetry and Supergravity
-- online lectures on black holes:
A. Tomasiello, Lectures on quantum gravity
-- online lectures on supersimmetry:
S. Martin: Supersymmetric primer;
Quevedo et al. Cambridge lectures on supersymmetry and extra-dimensions
-- string theory:
R. J. Szabo, An introduction to string theory and D-branes dynamics, World Scientific ed.
D. Tong, String theory, arXiv:0908.0333
-- Introduction to the AdS/CFTcorrispondence:
L. Susskind, J. Lindesay, An introduction to black holes, information and the string theory revolution: the holographic universe, World Scientific ed.
Semester
second semester, four hours per week.
Assessment method
Oral exam bases on the exposition of an argument not discussed during the lessons (to be agreed with the instructors) and some very general questions about the course.
The final evaluation will take into account the level of comprehension of the study topic and the clarity of presentation, as well as the way the student answers general questions concerning the main subjects introduced in the course.
Office hours
At the end of lectures or by appointment contacting:
silvia.penati@mib.infn.it
alexandre.belin@unimib.it
