Fenomenología del Modelo Estándar y Más Allá, Astropartículas y Gravitación

por | Aug 26, 2025 | Áreas de investigación

Nuestro objetivo es entender cuál es el origen de la masa de todas las partículas elementales, así como sus propiedades fundamentales. En 2012, se dio un gran paso adelante en esta dirección con el descubrimiento en el acelerador LHC del CERN de una partícula de Higgs con una masa de 125 GeV, cuyas propiedades parecen corresponder a las predichas por el Modelo Estándar (ME). Sin embargo, aún está por determinar si este es verdaderamente el bosón de Higgs del ME u otro escalar de Higgs con acoplamientos análogos, y el valor de su masa desafía algunas de las ideas mejor motivadas para física más allá del ME. La física de la partícula de Higgs es una de las grandes prioridades en física de altas energías para los próximos años. Al mismo tiempo, el origen del espectro de masas y mezclas de fermiones en el ME aún queda por entenderse. En este sentido, el progreso en las últimas dos décadas en el estudio de las propiedades – masas y mezclas – de los neutrinos ha sido impresionante, y la medición – también en 2012 – del ángulo de mezcla θ₁₃ nos indica que las futuras fábricas de neutrinos podrían detectar la violación de CP en el sistema de neutrinos. Esto podría tener profundas implicaciones en nuestra comprensión del origen de la asimetría entre la materia y la antimateria en el Universo. A su vez, los experimentos LHCb, CMS y ATLAS del CERN también están mejorando enormemente nuestra comprensión de la física de los quarks pesados y sus mezclas y violaciones de CP, y continuarán haciéndolo durante los próximos años.

La Física de Altas Energías está íntimamente conectada con la evolución temprana del Universo y la Cosmología. Al mismo tiempo, la Astrofísica también impone restricciones a las propiedades de las partículas elementales. La búsqueda de la Materia Oscura es particularmente relevante en este sentido, y los resultados de experimentos internacionales de detección directa de Materia Oscura como CDMS o XENON están desafiando muchos modelos teóricos propuestos para explicar sus propiedades. Experimentos como Fermi están midiendo el espectro de alta energía de los rayos cósmicos con una precisión sin precedentes, lo que también tiene implicaciones importantes para la búsqueda de Materia Oscura. Al mismo tiempo, la Cosmología ha entrado en una era de precisión: las mejoras en la medición de la radiación cósmica de fondo (CMB) nos permitirán estudiar muchos tipos de modelos inflacionarios. La observación directa de ondas gravitacionales por la Colaboración LIGO en 2015 ha abierto una nueva ventana a estudiar las propiedades del Universo, y en un futuro cercano el observatorio LISA permitirá estudiar el Universo primitivo mediante ondas gravitacionales. Grandes catálogos de galaxias como DES, Euclid, PAU y DESI están comenzando a proporcionar información tremendamente valiosa sobre las propiedades de la Energía Oscura. Todos estos datos nos ayudarán a dar un gran salto en nuestra comprensión de la evolución cosmológica del Universo.

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