Non-perturbative aspects aspects of type II string compactifications

Resumen

La teoría de cuerdas tiene el potencial de unificar las teorías cuánticas de campos y la teoría de la relatividad general de Einstein, máximos exponentes de la física teórica del siglo XX, y es la más firme candidata a completar nuestra descripción de las leyes fundamentales de la naturaleza a nivel microscópico. A pesar de éxitos considerables e importantes contribuciones tanto a la física como a la matemática, la conexión de la teoría de cuerdas con los modelos establecidos de cosmología y de física de partículas no es completamente clara a día de hoy. Esto se debe principalmente a la dificultad de obtener una formulación completa y precisa de la teoría, y especialmente a la complejidad de las técnicas matemáticas que requiere su desarrollo. Uno de los ejemplos más significativos de estas dificultades lo presentan los llamados efectos no-perturbativos. En esta tesis se elabora un potente método de cálculo y resumación de sectores infinitos de dichos efectos, a través de una dualidad que relaciona instantones y partículas. Además de simplificar enormemente varios cálculos existentes previamente en la literatura científica, el método permite una descripción clara y sencilla de configuraciones multi-instantónicas cuya interpretación era oscura hasta ahora. Otra línea de investigación seguida corresponde al estudio de simetrías discretas en modelos de compactificaciones de teorías de cuerdas con D-branas. Estas simetrías han sido utilizadas ampliamente en modelos de física de partículas más allá del Modelo Estándar, en especial en sus generalizaciones supersimétricas. El trabajo realizado estudia sistemáticamente la presencia de simetrías discretas en modelos de branas intersecantes a partir de propiedades topológicas de la compactificación. Además, analiza la aparición de simetrías tales como paridad R en construcciones similares al Modelo Estándar Mínimamente Supersimétrico y su potencial para estabilizar el protón.