Foto Amedeo Avogadro
Scienze MFN Alessandria
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Oltre ad essere un modello consistente per l'unificazione di tutte le interazioni fondamentali, negli ultimi anni la teoria delle stringhe è diventata anche uno strumento molto potente per studiare e analizzare le teorie dei campi, ed in particolare le teorie di gauge. Infatti, queste ultime possono essere realizzate come teorie effettive definite sul world-volume di sistemi di D-brane, che sono anche soluzioni non-perturbative della teoria di stringa sorgenti di una geometria non-banale in 10 dimensioni. La relazione diretta fra le stringhe aperte (i.e. teorie di gauge) e le stringhe chiuse (i.e. supergravità) fornita dalle D-brane è stata intensamente sfruttata negli ultimi tempi: numerose dualità gauge/gravità sono state stabilite e notevoli risultati sono stati ottenuti sia a livello perturbativo sia a livello non-perturbativo. Tuttavia, ulteriori progressi sono ancora necessari. L'attività di ricerca di quest'unità locale affronterà alcuni dei problemi aperti in questo campo, ma toccherà anche altri argomenti di supergravità, superstringhe, brane e corrispondente geometria. In particolare il nostro programma di ricerca comprende i seguenti punti principali:
  1. Studio della corrispondenza gauge/gravità per teorie con supersimmetria ridotta e senza invarianza conforme. (Altre info)
  2. Studio delle proprietà degli istantoni nelle teorie di gauge supersimmetriche mediante D(-1) brane (Altre info)
  3. Studio delle teorie di gauge deformate e teorie con flussi (Altre info)
  4. Studio di sistemi di brane ad angolo e di brane magnetizzate (Altre info)
  5. Studio della teoria di stringa con gli spinori puri (Altre info)
  6. Studio delle strutture globali nelle teorie di gauge con potenziali di gauge di rango elevato (Altre info)
  1. M. Billo, M. Frau, I. Pesando, A. Lerda, N=1/2 GAUGE THEORY AND ITS INSTANTON MODULI SPACE FROM OPEN STRINGS IN RR BACKGROUND JHEP 0405:023,2004;
  2. E. Imeroni, A. Lerda, NONPERTURBATIVE GAUGE SUPRPOTENTIALS FROM SUPERGRAVITY JHEP 0312:051,2003;
  3. M. Billo, M. Frau, I. Pesando, F. Fucito, A. Lerda, A. Liccardo, CLASSICAL GAUGE INSTANTONS FROM OPEN STRINGS JHEP 0302:045,2003;
  4. P. Di Vecchia, A. Lerda, P. Merlatti, N=1 AND N=2 SUPER YANG_MILLS THEORIES FROM WRAPPED BRANES Nucl.Phys.B646:43,2002;
  5. M. Bertolini, P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, R. Marotta, MORE ANOMALIES FROM FRACTIONAL BRANES Phys.Lett.B540:104,2002;
  6. M. Bertolini, P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, R. Marotta, N=2 GAUGE THEORIES ON SYSTEMS OF FRACTIONAL D3/D7 BRANES Nucl.Phys.B621:157,2002;
  7. M. Bertolini, P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, R. Marotta, I. Pesando, FRACTIONAL D-BRANES AND THEIR GAUGE DUALS JHEP 0102:014,2001;
  8. P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, A. Liccardo, (F,D(P))BOUND STATES FROM THE BOUNDARY STATE Nucl.Phys.B565:397,2000;
  9. M. Billo, P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, R. Russo, S. Sciuto, THE LORENTZ FORCE BETWEEN D0 AND D6-BRANES IN STRING AND M(ATRIX) THEORY Mod.Phys.Lett.A13:2977,1998;
  10. M. Billo, P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, I. Pesando, R. Russo, S. Sciuto MICROSCOPIC STRING ANALYSIS OF THE D0-D8 BRANE SYSTEM AND DUAL R-R STATES Nucl.Phys.B526:199,1998;
  11. P. Di Vecchia, M. Frau, A. Lerda, I. Pesando, R. Russo, S. Sciuto,CLASSICAL P-BRANES FROM BOUNDARY STATE Nucl.Phys.B507:259,1997;
  12. M. Frau, I. Pesando, S. Sciuto, A. Lerda, R. Russo, SCATTERING OF CLOSED STRINGS FROM MANY D-BRANES Phys.Lett.B400:52,1997;
  13. L. Castellani, C. Pagani, FINITE GROUP DISCRETIZATION OF YANG-MILLS AND EINSTEIN ACTIONS Annals Phys.297:295,2002;
  14. L. Castellani, L. Sommovigo, NEW ADS(3) X G/H COMPACTIFICATIONS OF CHIRAL IIB SUPERGRAVITY JHEP 0007:044,2000;
  15. L. Castellani, ON G/H GEOMETRY AND ITS USE IN M-THEORY COMPACTIFICATIONS Ann. of Phys. 287:1,2001;
  16. L. Castellani, GRAVITY ON FINITE GROUPS Commun. Math. Phys. 218:609, 2001;
  17. L. Castellani, A. Ceresole, R. D'Auria, S. Ferrara, P.Fre, M. Trigiante G/H M-BRANES AND ADS(P+2) GEOMETRIES Nucl.Phys. B527:142,1998;
  18. P. Aschieri, B. Jurco, GERBES, M5-BRANE ANOMALIES AND E_8 GAUGE THEORY JHEP 0410:068,2004;
  19. P. Aschieri, L. Cantini, B. Jurco, NONABELIAN BUNDLE GERBES, THEIR DIFFERENTIAL GEOMETRY AND GAUGE THEORY Commun. Math. Phys. 254:367, 2005;
  20. P. Aschieri, J. Madore, P. Manousselis, G. Zoupanos, DIMENSIONAL REDUCTION OVER FUZZY COSET SPACES JHEP 0404:034,2004;
  21. P. Aschieri, B. Jurco, P. Schupp, J. Wess, NONCOMMUTATIVE GUTS, STANDARD MODEL AND CPT Nucl.Phys. B651:45,2003;
  22. P. Aschieri, L. Castellani, A. Isaev, DISCRETIZED YANG-MILLS AND BORN-INFELD ACTIONS ON FINITE GROUP GEOMETRIES Int.J.Mod.Phys.A18:3555,2003;
  23. P. Aschieri, DUALITY ROTATIONS AND BPS MONOPOLES WITH SPACE AND TIME NONCOMMUTATIVITY. Nucl.Phys. B617:321-347,2001;
  24. P. Aschieri, D.Brace, B. Morariu, B. Zumino, PROOF OF A SYMMETRIZED TRACE CONJECTURE FOR THE ABELIAN BORN-INFELD LAGRANGIAN Nucl.Phys. B588:521-527,2000;
  25. P. Aschieri, D. Brace, B. Morariu, B. Zumino, NONLINEAR SELFDUALITY IN EVEN DIMENSIONS Nucl.Phys. B574:551-570,2000;
  26. L. Anguelova, P.A. Grassi, P. Vanhove, COVARIANT ONE-LOOP AMPLITUDES IN D=11 Nucl.Phys.B702:269,2004;
  27. P.A. Grassi, P. van Nieuwenhuizen, N=4 SUPERCONFORMAL SYMMETRY FOR THE COVARIANT QUANTUM SUPERSTRING. Phys.Lett.B610:129,2005;
  28. P.A. Grassi, L. Tamassia,VERTEX OPERATORS FOR CLOSED SUPERSTRINGS JHEP 0407:071,2004;
  29. P.A. Grassi, P. van Nieuwenhuizen, HARMONIC SUPERSPACES FROM SUPERSTRINGS Phys.Lett.B593:271,2004;
  30. P.A. Grassi, R. Ricci, D. Robles-Llana INSTANTON CALCULATIONS FOR N = 1/2 SUPERYANG-MILLS THEORY JHEP 0407:065,2004;
  31. L. Anguelova, P.A. Grassi, SUPER D-BRANES FROM BRST SYMMETRY. JHEP 0311:010,2003;
  32. P.A. Grassi, G. Policastro, P. van Nieuwenhuizen, THE QUANTUM SUPERSTRING AS A WZNW MODEL. Nucl.Phys.B676:43,2004;
  33. J. de Boer, P.A. Grassi, P. van Nieuwenhuizen, NONCOMMUTATIVE SUPERSPACE FROM STRING THEORY Phys.Lett.B574:98-104,2003;
  34. P.A. Grassi, G. Policastro, P. van Nieuwenhuizen, THE COVARIANT QUANTUM SUPERSTRING AND SUPERPARTICLE FROM THEIR CLASSICAL ACTIONS Phys.Lett.B553:96,2003;
  35. P.A. Grassi, G. Policastro, P. van Nieuwenhuizen, THE MASSLESS SPECTRUM OF COVARIANT SUPERSTRINGS JHEP 0211:001,2002;
  36. P.A. Grassi, G. Policastro, P. van Nieuwenhuizen, ON THE BRST COHOMOLOGY OF SUPERSTRINGS WITH/WITHOUT PURE SPINORS. Adv.Theor.Math.Phys.7:499,2003;
  37. P.A. Grassi, G. Policastro, M. Porrati, P. van Nieuwenhuizen, COVARIANT QUANTIZATION OF SUPERSTRINGS WITHOUT PURE SPINOR CONSTRAINTS. JHEP 0210:054,2002;
1) Studio della corrispondenza gauge/gravità per teorie con supersimmetria ridotta e senza invarianza conforme. L'obiettivo principale è di ottenere ulteriori informazioni sulla struttura perturbativa e non-perturbativa delle teorie di gauge  supersimmetriche in quattro dimensioni usando la geometria duale prodotta da opportune configurazioni di D-brane. In questo  contesto sarebbe particolarmente interessante ottenere informazioni sul comportamento confinante nell'infrarosso di teorie di gauge  con supersimmetria N=1, sul loro superpotenziale generato non perturbativamente, sulla struttura del vuoto e sulla tensione dei  domain walls e delle stringhe confinanti a partire dalle soluzioni duali di supergravità.

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2) Studio delle proprietà degli istantoni nelle teorie di gauge supersimmetriche mediante D(-1) brane. S'intende continuare l'analisi (in collaborazione con il gruppo di Torino) dei sistemi formati da D3 e D(-1) brane che forniscono  un'efficiente realizzazione del calcolo istantonico per le teorie di gauge con supersimmetria N=4 nell'ambito della teoria delle  stringhe. In particolare intendiamo estendere le analisi precedenti a teorie con supersimmetria N=2 e N=1 e al caso degli istantoni  vincolati. Inoltre, intendiamo sviluppare il formalismo per il calcolo delle ampiezze di scattering di stringhe emesse da dischi misti  nei sistemi D3/D(-1) che riproducono i contributi istantonici nelle funzioni di correlazione. Questo è parte di un più generale  programma per lo sviluppo delle tecniche conformi per il calcolo delle ampiezze di scattering per stringhe con condizioni al  contorno miste e campi twistati, che s'intende portare avanti anche in connessione con i punti 3) e 4) del programma in  collaborazione con i gruppi di Torino e della SISSA.

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3) Studio delle proprietà degli istantoni nelle teorie di gauge supersimmetriche mediante D(-1) brane. S'intende continuare l'analisi (in collaborazione con il gruppo di Torino) dei sistemi formati da D3 e D(-1) brane che forniscono  un'efficiente realizzazione del calcolo istantonico per le teorie di gauge con supersimmetria N=4 nell'ambito della teoria delle  stringhe. In particolare intendiamo estendere le analisi precedenti a teorie con supersimmetria N=2 e N=1 e al caso degli istantoni  vincolati. Inoltre, intendiamo sviluppare il formalismo per il calcolo delle ampiezze di scattering di stringhe emesse da dischi misti  nei sistemi D3/D(-1) che riproducono i contributi istantonici nelle funzioni di correlazione. Questo è parte di un più generale  programma per lo sviluppo delle tecniche conformi per il calcolo delle ampiezze di scattering per stringhe con condizioni al  contorno miste e campi twistati, che s'intende portare avanti anche in connessione con i punti 3) e 4) del programma in  collaborazione con i gruppi di Torino e della SISSA.

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4) Studio di sistemi di brane ad angolo e di brane magnetizzate. Sistemi di D-brane intersecanti ad angolo forniscono la possibilità di costruire in un modo molto efficiente modelli (semi)realistici  per la fisica delle particelle elementari in cui simmetrie di gauge, fermioni chirali e replica di famiglie emergono in modo semplice e  naturale. Molte quantità rilevanti in questi modelli, ad esempio il potenziale di Kahler e gli accoppiamenti di Yukawa, possono  essere derivate da ampiezze miste fra stringhe aperte (che descrivono campi di gauge o di materia) e stringhe chiuse (che descrivono  i moduli geometrici). In quest'ambito, in collaborazione con ricercatori di Torino e della SISSA, intendiamo sviluppare le tecniche  conformi sul world-sheet per il calcolo esplicito di queste ampiezze miste, anche in presenza di stati twistati, e esplorare  configurazioni di D-brane ad angolo o di D-brane magnetizzate con supersimmetria N=1 in quattro dimensioni in cui il background  di stringa chiusa è scelto in modo tale che la maggior parte dei moduli di Kahler e della struttura complessa sono fissati. L'idea è di  trovare come il potenziale di Kahler, gli accoppiamenti di Yukawa e alter importanti quantità della teoria di gauge dipendono dai  moduli geometrici di tali background, un'informazione questa che al momento è disponibile solo per l'energia del vuoto.

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5) Studio della teoria di stringa con gli spinori puri La teoria della stringa con gli spinori puri è una formulazione quantistica della superstringa critica manifestamente  supersimmetrica nel target space che supera alcuni dei problemi delle più tradizionali formulazioni di Ramond-Neveu-Schwarz e di  Green-Schwarz. Nonostante i recenti sviluppi nel formalismo degli spinori puri, soltanto alcune limitate informazioni sono al  momento disponibili. Infatti, il calcolo delle ampiezze di scattering, l'analisi dell'invarianza conforme in background generici, la  struttura della teoria di campo superconforme associata all'invarianza della simmetria BRST, e il calcolo delle correzioni radiative  sono stati finora sviluppati soltanto in modo parziale. Quindi altri progressi sono necessari. Fra gli argomenti più rilevanti che noi  intendiamo studiare usando il formalismo degli spinori puri, ci sono l'analisi delle D-brane, le supermembrane e le M-brane in vari  background, il calcolo del superpotenziale nella teoria di bassa energia della teoria di stringa, lo studio delle compattificazioni,  l'analisi degli orbifolds e orientifolds, e lo studio delle compattificazioni con flussi. Sarebbe inoltre molto interessante investigare e  ricavare le proprietà del superpsazio armonico per la teoria di Yang-Mills N=4 e la supergravità a partire dal formalismo degli  spinori puri, analizzare le teorie di superstringa in dimensioni non critiche, esplorare la dualità stringa chiusa/stringa aperta, e  studiare la relazione fra la teoria M topologica e la teoria di stringa con gli spinori puri.

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6) Studio delle strutture globali nelle teorie di gauge con potenziali di gauge di rango elevato. Intendiamo continuare la nostra analisi dei gerbi non-abeliani (una generalizzazione dei fasci vettoriali al caso di connessioni di  rango elevato), studiare le loro proprietà di olonomia e, nel caso delle 2-forme, esplorare le possibili applicazioni alla teoria di  bassa energia della 5-brana di Neveu-Schwarz. Le trasformazioni di gauge per i gerbi sono state recentemente capite anche nel caso  non-abeliano; tuttavia per essi manca ancora un'azione tipo Yang-Mills che sarebbe interessante trovare. Inoltre, al momento le  superfici di Wilson non-abeliane (olonomie) si sanno definire solo per casi particolari, e quindi sarebbe utile estendere queste  costruzioni a casi più generali. Un argomento correlato è quello della classificazione delle D-brane. E' noto che la K-teoria twistata (che può essere vista come la  K-teoria per i fasci di gerbi) sostituisce l'ordinaria K-teoria quando è presente un campo B non nullo di  Neveu-Schwarz-Neveu-Schwarz. Tuttavia, nella teoria di stringa di tipo IIB definita in spazi compatti, alcune considerazioni basate  sulla S-dualità suggeriscono di considerare uno schema di classificazione e strutture più generali, che sarebbe piuttosto interessante  investigare.

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