Investigan interacciones fundamentales en el universo
Por Amelia Gutiérrez Solís
Colima, Colima. 16 de mayo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Alfredo Aranda Fernández, coordinador general de Investigación Científica de la Universidad de Colima (Ucol), estudia las partículas que componen la materia en el universo. “La meta que tenemos en la física de partículas es tratar de entender cuáles son las interacciones fundamentales que existen en el universo, que hacen que las partículas que existan se comporten de la manera que se comportan para generar perros, agua, soles, hoyos negros, galaxias, y todo lo que hemos podido descubrir”, afirmó el doctor en física, egresado del College of William and Mary, en Estados Unidos.
Explicó que hasta la fecha se conocen doce partículas que forman la materia: electrón, muon y tau; neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico, así como seis tipos de quarks. “Con estas doce partículas nosotros sabemos que se forman todos los núcleos de todos los átomos de todas las cosas que hemos podido descubrir”, aseguró en entrevista exclusiva con la Agencia Informativa Conacyt.
Alfredo Aranda Fernández.Además existen otras partículas o fuerzas que son las responsables de que estas interactúen: gravedad, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil, las cuales son responsables de otras partículas como el fotón, gluon, W y Z.
“Sabemos que existen, jugamos con ellas para tratar de entender el universo y estamos tratando de saber todavía más”, detalló Aranda Fernández, nivel III en el Sistema Nacional de Investigadores (SNI).
El investigador ha trabajado de manera general el problema de la ruptura espontánea de la simetría electrodébil y la generación de masa, que es un mecanismo matemático llamado de Higgs, que se sugirió para hacer que ese modelo funcionara en las partículas de la naturaleza. “Para resolver este problema de las masas debe haber una nueva partícula —bosón de Higgs— y por ello desde la década de los setenta se le empezó a buscar”, explicó el experto.
“Los científicos como yo, que nos dedicamos a utilizar matemáticas para hacer predicciones y tratar de entender lo que estamos observando, empezamos a jugar con la idea del Higgs, de diferentes tipos y propiedades para hacer cálculos y decirles a nuestros colegas experimentales, que son los que hacen los experimentos, cómo lo verían si tuviera determinada cualidad, conformando un catálogo”, detalló Aranda Fernández.
Durante los últimos diez años, el investigador ha analizado situaciones con el bosón de Higgs y sin este en diferentes escenarios. “Ahora que el (bosón de) Higgs ya se descubrió en el 2012, es un gran triunfo para esta síntesis que hemos realizado, pero nos quedan muchas cuestiones pendientes”, aseguró el físico.
Además del estudio de varios modelos que exploran esta partícula, Aranda Fernández también analiza los patrones observados en las masas de las partículas con simetrías horizontales, la física de dimensiones extras y el modelaje para materia oscura.
“Estamos tratando de explicar por qué las masas son tan dispares, lo que está relacionado con simetrías horizontales para las masas”, aseveró el investigador, quien ha abordado esta temática desde su doctorado, ya que el bosón de Higgs puede decir por qué hay masa, pero no especifica el tamaño de esta.
Mencionó que existe una relación entre el concepto de simetría y las leyes que rigen el universo, lo que tiene implicaciones enormes para la naturaleza. “Las simetrías del universo implican que hay cosas que se conservan como la energía, por ello yo estoy usando estas ideas para explicar las masas”, indicó.
¿Qué es la materia oscura?
En lo que se refiere a la física de dimensiones extras señaló que este mundo pareciera ser de cuatro dimensiones, en las que se contempla: largo, ancho, profundo y el tiempo, aunque hay probabilidades de que existan otras dimensiones y que presenten propiedades que no hayan permitido verlas, por ello realiza cálculos y predicciones específicas sustentadas.
Aranda Fernández y otros investigadores desarrollan diversos modelos para sugerir qué es la materia oscura. “Tenemos teorías que van más allá de lo que conocemos que se llama física más allá del modelo estándar, que consiste en extenderlo y hacer postulaciones de nuevas leyes que sigan respetando lo que ya conocemos y aparte expliquen estos misterios del cosmos como la materia oscura”.
Además se ha dedicado a otra área de investigación que es la física de neutrinos, que son partículas muy abundantes presentes en todos los procesos nucleares en el universo. “Finalmente se cuenta con las técnicas para poder detectarlos y estudiarlos, siendo una de las áreas de más futuro en los próximos 20 años”, concluyó.
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