Ali H. Chamseddine (árabe: علي شمس الدين , nacido el 20 de febrero de 1953) [2] es un físico libanés [3] conocido por sus contribuciones a la física de partículas , la relatividad general y la física matemática . [4] [5] A partir de 2013 [actualizar], Chamseddine es profesor de física en la Universidad Americana de Beirut [6] y el Institut des hautes études scientifiques . [7]
Ali H. Chamseddine nació en 1953 en la ciudad de Joun , Líbano. Recibió su licenciatura en Física de la Universidad Libanesa en julio de 1973. Después de recibir una beca de la Universidad Libanesa para continuar sus estudios de posgrado en Física en el Imperial College de Londres , Chamseddine recibió un Diploma en Física en junio de 1974, bajo la supervisión de Tom Kibble . Después de eso, Chamseddine también hizo su doctorado en Física Teórica en el Imperial College de Londres, en septiembre de 1976, donde estudió bajo la supervisión del ganador del Premio Nobel Abdus Salam . Más tarde, Chamseddine hizo sus estudios postdoctorales en el Centro Internacional Abdus Salam de Física Teórica (ICTP), y luego continuó su carrera científica en universidades como la Universidad Americana de Beirut , CERN , la Universidad del Noreste , ETH Zurich y la Universidad de Zurich .
Chamseddine trabajó para su tesis doctoral en el campo recién desarrollado en ese momento: la supersimetría . [8] Su tesis, "Supersimetría y campos de espín superiores", [9] que fue defendida en septiembre de 1976, sentó las bases para su trabajo con Peter West " La supergravedad como una teoría de calibración de la supersimetría" utilizando la formulación del haz de fibras . [10] Este trabajo se considera la formulación más elegante de la supergravedad N=1.
En 1980, mientras trabajaba en el CERN como científico asociado, Chamseddine descubrió la supergravedad decadimensional y sus compactificaciones y simetrías en cuatro dimensiones. [11] Un año después, Chamseddine se trasladó a la Northeastern University, Boston , donde acopló la supergravedad decadimensional a la materia de Yang-Mills , y al mismo tiempo descubrió la formulación dual de la supergravedad N=1 en diez dimensiones. [12] Este modelo resultó ser el límite de baja energía de la supercuerda heterótica . [13] El logro más importante de Chamseddine en el campo es el que hizo en 1982 en colaboración con Richard Arnowitt y Pran Nath en la Northeastern University. Construyeron el acoplamiento más general del modelo estándar supersimétrico a la supergravedad, convirtiendo la supersimetría en una simetría local, y empleando el mecanismo superhiggs y desarrollando las reglas del cálculo tensorial . [14] Luego construyeron el modelo estándar de supergravedad mínima mSUGRA , que produce un modelo estándar supersimétrico con ruptura espontánea con solo cuatro parámetros y un signo en lugar de los más de 130 parámetros que se usaban antes. [15] Este trabajo mostró que la ruptura de la supersimetría es un efecto gravitacional puro , que ocurre en la escala de Planck y, por lo tanto, induce la ruptura de la simetría electrodébil . Su artículo "Locally supersymmetry grand unification" [16] es un artículo muy citado y es el modelo utilizado por los experimentalistas en el LHC en la búsqueda de la supersimetría. [17]
En 1992, Chamseddine comenzó a trabajar en una teoría cuántica de la gravedad , utilizando el campo recientemente desarrollado de la geometría no conmutativa , que fue fundada por Alain Connes , como una posibilidad adecuada. [18] Junto con Jürg Fröhlich y G. Felder, Chamseddine desarrolló las estructuras necesarias para definir la geometría no conmutativa de Riemann (métrica, conexión y curvatura) aplicando este método a un espacio de dos láminas. [19] Más tarde, en 1996, Chamseddine comenzó a colaborar con Alain Connes que continúa hasta el día de hoy. Descubrieron el "Principio de acción espectral", [20] que es una afirmación de que el espectro del operador de Dirac que define el espacio no conmutativo es geométricamente invariante. Utilizando este principio, Chamseddine y Connes determinaron que nuestro espacio-tiempo tiene una estructura discreta oculta tensada a la variedad continua de cuatro dimensiones visible . Este principio, con la ayuda de la geometría no conmutativa, determina todos los campos fundamentales y su dinámica. La sorpresa es que el modelo resultante no era otra cosa que el Modelo Estándar de la física de partículas con todas sus simetrías y campos, incluido el campo de Higgs como campo de calibración a lo largo de direcciones discretas , así como los fenómenos de ruptura espontánea de la simetría. Los fermiones aparecen con la representación correcta y se predice que su número será de 16 por familia [21].
La ventaja de la geometría no conmutativa es que proporciona un nuevo paradigma del espacio geométrico expresado en el lenguaje de la mecánica cuántica donde los operadores reemplazan las coordenadas. [22] El nuevo enfoque está en línea con la visión de Albert Einstein donde la relatividad general resultó de la geometría de variedades curvas. En 2010, Chamseddine y Connes notaron que el modelo tiene un nuevo campo escalar , no presente en el Modelo Estándar, que es responsable de las pequeñas masas de los neutrinos . [23] Después del descubrimiento de la partícula de Higgs, que se sabe que no es consistente con la extensión del acoplamiento de Higgs a energías muy altas, se encontró que este nuevo campo escalar es exactamente lo que se necesita y cura el problema de estabilidad del Modelo Estándar. [24]
En un trabajo reciente, Chamseddine, Alain Connes y Viatcheslav Mukhanov descubrieron una generalización de la relación de incertidumbre de Heisenberg para la geometría donde el operador de Dirac toma el papel de momentos y las coordenadas, tensadas con el álgebra de Clifford , sirven como mapas de la variedad a una esfera con la misma dimensión. [25] Han demostrado que cualquier variedad riemanniana de espín 4 conexa con volumen cuantizado aparece como una representación irreducible de las relaciones de conmutación bilaterales en dimensiones cuatro [26] con los dos tipos de esferas sirviendo como cuantos de geometría.