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INVESTIGADORES SERGISTAS, ENTRE LOS CIENTÍFICOS QUE BUSCAN EXPLICAR EL COMPORTAMIENTO FUNDAMENTAL DE LA NATURALEZA

Luz Stella Gómez, profesora de la Escuela de Ciencias Exactas e Ingeniería, lidera en La Sergio al equipo que, bajo la dirección del CERN y Fermilab, estudia el comportamiento de las partículas subatómicas.

docente-luz-estella-gomez¿Sabías que cada segundo un trillón de neutrinos emitidos por el sol y otros astros pasan a través de tu cuerpo sin que te des cuenta? Estas partículas subatómicas, que componen los conocidos átomos, son objeto de estudio por organizaciones científicas del mundo. Algunas de ellas, como Fermilab (National Fermi Laboratory) y el CERN (Conseil Europeen pour la Recherche Nucleáire), se destacan por liderar estudios acerca de la física del Universo.

La profesora de la Escuela de Ciencias Exactas e Ingeniería, Luz Stella Gómez, junto con los investigadores Hermes Martínez y Carlos Peña, y el estudiante de Matemáticas Néstor Pachón, hacen parte de la DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment), la asociación colaborativa que se encarga de reunir a más de 1020 científicos de 174 instituciones, en 30 países del mundo para estudiar el comportamiento de los neutrinos, bosones y las partículas subatómicas no comprobadas.

Y para hacer más sencilla la comprensión de estos conceptos, hay que iniciar por el átomo, una diminuta parte de un elemento químico que no se puede dividir por medio de procesos químicos. Conviene saber también que para dividir un átomo es necesario utilizar procesos físicos, los que, a su vez, requieren de muchísima energía y de instalaciones especiales para que impidan que dichos cuerpos colapsen.

Años y años de investigación han demostrado que, en efecto, es posible dividir el átomo y que este se compone de partículas (llamadas subatómicas), siendo estas pequeñas divisiones las que dan características únicas a los átomos. Dicho esto, descubrir tales características es una meta para los científicos del mundo, pues solo así será posible entender mejor nuestro Universo.

En virtud de lo anterior, el objetivo del experimento DUNE, es encontrar las diferencias entre el comportamiento de los neutrinos y sus contrapartes de antimateria, es decir, los antineutrinos, los cuales podrían reportar valiosas pistas en cuanto a un interrogante que por años ha prevalecido sin respuesta: ¿Por qué vivimos en un universo dominado por la materia generada después del Big Bang? El experimento igualmente observará los neutrinos producidos cuando explota una estrella, lo que podría revelar información sobre la formación de agujeros negros e indagaría si los protones viven para siempre o eventualmente decaen, acercándonos así al cumplimiento del sueño de Einstein de una gran teoría unificada, una teoría del “todo”.

“Con DUNE queremos incorporar la interacción gravitacional en el modelo estándar para completarlo y así estar en oportunidad de incluir todas las interacciones”, explica la docente Luz Stella, haciendo referencia al modelo estándar que, como lo indica la Glenn Elert en su página web The Physics Hypertextbook, es el nombre dado en los años setenta a la Teoría sobre las Partículas Fundamentales y su interacción. Dicha teoría incorpora todo lo que es conocido como partículas subatómicas y predice la existencia de otras.

El prototipo del experimento se desarrolla en el CERN, pero las simulaciones que se establecen para definir el comportamiento de las partículas involucradas, se trabaja con los equipos multidisciplinarios de DUNE. La docente Gómez es la líder en La Sergio. La participación del equipo de la Universidad consiste en generar simulaciones del comportamiento de partículas subatómicas que, al ser colisionadas a altas velocidades, se desintegran y producen partículas aún más pequeñas. Asimismo, el grupo contribuirá en la construcción del software y los algoritmos necesarios para seleccionar, procesar y analizar los millones de datos generados de las interacciones entre las partículas.

El modelo estándar de partículas es la teoría que describe las partículas elementales y sus interacciones; allí están los electrones, protones, neutrinos, quarks y, en general, todas las estructuras básicas de la materia”, explica la docente Sergista. Sin embargo, a pesar de la complejidad y alta afinidad que tiene la teoría, aún presenta algunas deficiencias que son objeto de estudio por parte de la física experimental.

Previamente, por medio de esta teoría, se había predicho la existencia del Bosón de Higgs, una partícula predicha en el modelo cuyo atributo principal era el de generarle masa a las demás partículas. Hace algunos años (2012) esta partícula fue descubierta gracias al esfuerzo realizado desde el CERN en los experimentos ATLAS y CMS.
Hoy en día, el experimento que descubrió esta partícula increíble, fue reformado y reforzado para contribuir en la búsqueda de la partícula que genera la gravedad, el gravitón.

La ciencia tiene entre sus objetivos estimular la mente para que produzca y no solo para reproducir”, recalca la docente Sergista, quien agrega: “De estos experimentos surgen efectos colaterales de alto impacto como las nuevas tecnologías, siendo un ejemplo el caso del Big Data”, una tecnología que en parte se derivó de la necesidad de seleccionar de entre billones de bits producidos en los experimentos, aquellos datos funcionales para su distribución y posterior análisis.

Hoy en día el experimento que descubrió esta partícula increíble, fue reformado y reforzado para contribuir en la búsqueda de nuevas características de las partículas subatómicas, entre otras investigaciones como la que inquiere por la partícula que genera la gravedad, el gravitón.

Para la científica, este tipo de proyectos cuyo afán se sustenta en investigar los secretos más profundos de la física universal, componen la base de los conocimientos que hoy en día nos permiten extendernos hacia tecnologías desconocidas, la reformulación de conceptos y el establecimiento de nuevos paradigmas.

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