CUCEI participa en innovadora contribución al estudio de la antimateria

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

Coordinación General de Comunicación Social

18 de noviembre de 2017

publicada en Science

A través  del Seminario de Física y Matemáticas,  organizado por  los Departamentos de Matemáticas y Física de la Division de Ciencias Básicas del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), se da a conocer, de manera simultánea con la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), La Benemérica Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) y la Universidad de Maryland, un resultado científico muy relevante en la Astrofísica captado por el Laboratorio Nacional de CONACyT HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Observatory, por sus silgas en Inglés),de  Rayos Gama, que puede ser considerado como una restricción científica.

El Dr. Eduardo de la Fuente Acosta, investigador del Departamento de Física del CUCEI  y Coordinador de la red en cables en HAWC, dio a conocer la noticia en una charla denominada “Entre antimateria y materia oscura” el día 16 de noviembre en el auditorio del módulo Y.

Los instrumentos ubicados en el espacio, AMS-02 y PAMELA, han detectado una inesperada cantidad de partículas llamadas positrones (antimateria del electrón; electrones con carga positiva), que llegan a la tierra, y desde que fueron descubiertos no ha quedado claro cuál es el origen de este exceso de flujo de positrones.  

El Dr. De la Fuente Acosta explicó que existen dos hipótesis que pueden explicar este fenómeno: estos positrones pueden ser emitidos  por fuentes astronómicas extendidas asociadas a pulsares como Geminga y PSR B0656+14, en la región de Monoceros, que son cercanos a la tierra y cumplen con ciertas características físicas para emitir positrones, o la otra posibilidad, es por aniquilación o decaimiento de materia obscura (en nuestra vecindad) en positrones.

Los positrones al interactuar con la radiación cósmica de fondo, emiten rayos gamma de muy alta energía que pueden ser captados por HAWC.  Lo que hace HAWC, al ser un instrumento idóneo y único para realizar observaciones de emisión extendida alrededor de fuentes astronómicas puntuales (en una zona de varios grados),  es que detecta esta luz de rayos gamma y lo aplica a un modelo de difusión (propagación) de positrones debido a estas fuentes astronómicas extendidas, y encuentra que no ajusta en lo más mínimo con el flujo de positrones observado, descartando esta hipótesis.

De esta manera, al descartar la primera hipótesis, HAWC impone una restricción muy fuerte en el tópico, impactando la segunda hipótesis; un origen exótico de este flujo de positrones como materia obscura. Es decir, aunque no confirma que exista materia oscura, abre un parteaguas a la posibilidad de su existencia, aunque actualmente, a pesar de que se están llevando a cabo muchos esfuerzos y recursos para encontrarla, el resultado ha sido negativo. 

De cierta manera con este descubrimiento, HAWC también motiva a los esfuerzos para encontrar la materia obscura, determinar porqué no se ha encontrado, o si existe otra posibilidad. Estas preguntas repercuten fuertemente en los cimientos de la Física fundamental, la teoría de la super-simetría, origen y evolución del universo principalmente, puntualizó el Dr. de la Fuente Acosta.

Este descubrimiento tan importante ha sido publicado en la prestigiada revista Science, una de las de mayor impacto en la comunidad científica mundial, que publica los avances más relevantes en la ciencia general y las aportaciones novedosas y vanguardistas al área de conocimiento respectiva. En este artículo participaron los miembros de la colaboración internacional HAWC, destacando el Instituto de Física Nuclear de la Academia Polaca de Ciencias en Cracovia, el Instituto Max Planck en Heidelberg y el Laboratorio Nacional de Los Álamos.

En HAWC participan instituciones de Estados Unidos y México, entre las que se encuentra la Universidad de Guadalajara, a través del Departamento de Física de CUCEI. Quien, a través del Dr. Eduardo de la Fuente Acosra, coordina y lidera la tarea de la red de cables. En dicho proyecto también participanlos estudiantes  Juan Carlos Díaz Vélez, estudiante del Doctorado en Ciencias Físico Matemáticas del Centro Universitario de los Valles (CUVALLES), y Ricardo Guzmán Alcalá, de la Licenciatura en Física de CUCEI.

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