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Oct 11, 2017 / 15:27
DUNE: La evolucin del universo
Conacyt
DUNE: La evolucin del universo
Colima, Colima.- La Universidad de Colima (Ucol), el Centro de Investigaciones y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politcnico Nacional (IPN) y la Universidad de Guanajuato (Ugto) colaboran en el proyecto internacional Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE, Experimento de Neutrinos a Gran Profundidad), en el que ms de mil cientficos de aproximadamente 160 instituciones de 30 pases estudian qu rol desempean los neutrinos en la evolucin del universo.

El doctor en fsica Omar Gustavo Miranda Romagnoli, del Cinvestav, seal que el Experimento de Neutrinos a Gran Profundidad est contemplado para ser uno de los proyectos de mayor importancia en el rea de neutrinos en las prximas dcadas.

De la misma forma que otros experimentos han dado resultados de primera importancia, revolucionando en algunos casos nuestra visin de la materia, este experimento espera encontrar nuevas mediciones clave en el rea de fsica de partculas elementales, indic el investigador nacional nivel II.

Miranda Romagnoli mencion que la participacin de investigadores mexicanos permitir aportar su experiencia para ayudar a obtener estas mediciones y al mismo tiempo plantearn problemas por resolver, los cuales darn origen a investigaciones originales en reas de frontera que son del mayor inters en la actualidad.

Tras sealar que el experimento se enmarca en la fsica de partculas elementales y especficamente en la fsica de neutrinos, el experto detall que la fsica de partculas busca explicar los componentes ltimos de la materia y entre sus logros ms recientes est el descubrimiento del bosn de Higgs, pieza clave en el entendimiento de la masa de las partculas.

Los neutrinos son partculas subatmicas que interaccionan muy dbilmente y que, por lo tanto, son muy difciles de detectar. No tienen ningn efecto en nuestro organismo pero son de gran importancia como mecanismo de enfriamiento en las estrellas, afirm el doctor en fsica durante la entrevista con la Agencia Informativa Conacyt.

Detall que el sol produce una gran cantidad de neutrinos y ms de diez mil millones de estas partculas atraviesan nuestro cuerpo cada segundo, sin que exista ningn efecto.

Adems dijo que existen tres tipos de neutrinos, los cuales han sido ya detectados en diversos experimentos, pero un efecto de gran inters son las oscilaciones de neutrinos, ya que a travs de su recorrido los neutrinos pueden cambiar de tipo debido a un efecto cuntico que ahora es conocido.

El proyecto DUNE consiste en generar un haz de neutrinos en el Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), en el estado de Illinois, Estados Unidos, que viajar por el interior de la Tierra hasta Sanford, en Dakota del Sur, en donde estos neutrinos sern detectados despus de viajar mil 300 kilmetros, explic.

El experimento DUNE tambin ser capaz de detectar los neutrinos provenientes de una supernova cercana en el caso de que este fenmeno ocurriera mientras DUNE est funcionando.

Nuestra institucin participar en el estudio de posibles seales de nueva fsica en el experimento DUNE y tambin colaborar en el desarrollo de los sistemas de deteccin del experimento, resalt Miranda Romagnoli.

El investigador seal que el objetivo principal de DUNE es medir una de las propiedades de simetra ms importantes en los componentes fundamentales de la materia: la simetra de conjugacin de carga y de paridad, ya que el rompimiento de esta simetra es una condicin fundamental para que exista ms materia que antimateria en el universo.

En lo que se refiere a los quarks, que son partculas que forman los protones y neutrones, entre otras partculas, esta simetra est rota en una proporcin muy pequea, insuficiente para explicar la asimetra entre materia y antimateria que existe actualmente. Pero en el caso de los neutrinos existen fuertes indicios de que esta simetra no es respetada y es de gran importancia confirmarlo.

La simetra de carga y paridad consiste en cambiar el signo a la carga elctrica de una partcula y a todos sus nmeros cunticos internos, adems de invertir la posicin espacial de la partcula, especific.

Dentro del proyecto DUNE se estudia cul sera la robustez de la medicin de la violacin de la simetra de carga y paridad si en la naturaleza existieran ms tipos de neutrinos que los que actualmente han sido descubiertos, y tambin analizan las capacidades de DUNE para detectar seales de nueva fsica que pudieran explicar por qu los neutrinos tienen una masa tan pequea, cercana a cero.

Una vez encontrada esta medicin quedar todava un largo camino por recorrer para saber cules sern las implicaciones, por ejemplo en la asimetra materia-antimateria en el universo y cmo se podra explicar que distintos tipos de partculas como los quarks y neutrinos tengan distinto grado de rompimiento de esta simetra, seal el fsico.

Miranda Romagnoli, quien fue invitado a colaborar desde el inicio del proyecto y decidi participar dada la importancia de este, dijo que se tiene contemplado que jvenes estudiantes se incorporen al Experimento de Neutrinos a Gran Profundidad.

El investigador del Cinvestav se ha dedicado a investigar la fsica de neutrinos desde hace 20 aos, siendo su rea de trabajo la fenomenologa, es decir, mediante el uso de los datos experimentales obtiene implicaciones de inters para la fsica terica y viceversa.

Por ejemplo, ha hecho anlisis de datos de neutrinos solares que han motivado a algunos tericos a proponer modelos especficos de fsica ms all del modelo estndar, y tambin basado en modelos tericos de nueva fsica ha llamado la atencin sobre experimentos de muy baja energa que podran ser tiles para probar dichos modelos.

Ucol colabora en proyectos de Fermilab

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el coordinador de Investigacin Cientfica de la Ucol, Alfredo Aranda Fernndez, sostuvo que DUNE se desarrolla en Fermilab, que es un laboratorio nacional del Departamento de Energa de los Estados Unidos.

La participacin individual de cada institucin e incluso de cada pas tendr mltiples facetas. En este momento, la fase de la colaboracin consiste en el diseo de los detectores que se construirn para llevar a cabo los experimentos, seal el doctor en fsica, nivel III en el Sistema Nacional de Investigadores (SNI).

La colaboracin de la Ucol en DUNE contempla dos reas generales. Una de ellas son los estudios fenomenolgicos, que consisten en utilizar los modelos de la naturaleza para ir orientando las bsquedas.

A la Universidad de Colima le interesa tener un grupo de investigadores que est directamente trabajando en Fermilab, en el desarrollo de tecnologa, en los prototipos de detectores y en la parte de aceleradores, por ello el rector Jos Eduardo Hernndez Nava, en febrero de este ao, firm un acuerdo de colaboracin con Fermilab, resalt Aranda Fernndez.

El propsito es que el prximo ao la Ucol contrate, por medio de una convocatoria internacional, a dos expertos en el rea fenomenolgica o experimental enfocada en neutrinos o en materia oscura, que Fermilab est promoviendo como los proyectos del futuro.

Los estudiantes de la Ucol tendrn la oportunidad de pasar veranos en Fermilab, realizar estancias de investigacin y proyectos de tesis, adems de que los egresados podrn desarrollar posgrados en ese laboratorio y se seguirn formando en esta colaboracin que tiene una vigencia de entre 20 y 30 aos, expuso.

A partir de este ao, la mxima casa de estudios en la entidad ha realizado una serie de cursos de preparacin, en los cuales la Facultad de Ciencias y el Centro Universitario de Investigacin en Ciencias Bsicas (CUICBAS) reunieron a un grupo de estudiantes de diferentes facultades para irlos entrenando y despus seleccionarn a las personas que pudieran participar en estos proyectos que desarrolla Fermilab.

Tenemos la esperanza de que el primer grupo de estudiantes se vaya a finales de este ao o principios de 2018, pero las fechas y duraciones de las estancias van a variar dependiendo de los perfiles de los estudiantes y de las necesidades particulares de Fermilab, indic el coordinador de Investigacin Cientfica.

Finalmente, seal que DUNE, junto con otros experimentos que analizan las propiedades de los neutrinos, ayudar a entender cmo se form la materia, las galaxias y el universo.



CD/GL

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