- Del 3 al 14 de junio, el Instituto de Física Teórica IFT (UAM/CSIC) acogerá los congresos pre-SUSY School y SUSY 2024.
- La supersimetría, la teoría que pretende resolver algunos problemas del Modelo Estándar de física de partículas, será el foco de interés.
- Entre otros temas, se habla de la materia oscura, invisible y solo detectable por su notable efecto gravitatorio a pesar de ser el 85% de la materia del universo.
- 50 estudiantes de posgrado y postdocs de trasfondo internacional asistirán al IFT para recibir formación en física tanto teórica como experimental.
- La segunda semana de junio, 200 investigadores internacionales estrecharán la relación entre ambos ámbitos de trabajo en las teorías más importantes más allá del Modelo Estándar.
Madrid, 31 de mayo de 2024.– El Instituto de Física Teórica IFT/UAM/CSIC acogerá a 50 estudiantes de todo el mundo para el evento pre-SUSY School 2024, del 3 al 7 de junio en Madrid. En estas clases, físicos expertos tratarán temas de teoría de partículas, materia oscura y cosmología, todo con un foco en la supersimetría que le da su nombre y es la base del trabajo de estos investigadores.
La supersimetría, o SUSY, es una teoría de física de partículas que va más allá del Modelo Estándar, que describe las fuerzas y partículas más fundamentales del universo. Las conferencias estarán dirigidas a un público de estudiantes de posgrado y postdocs internacionales, incluyendo disciplinas teóricas y experimentales. Todo ello, en preparación para las conferencias SUSY 2024, también en el IFT, del 10 al 14 de junio, que contará con 200 investigadores de todo el mundo.
Este año es la edición 31º de las conferencias SUSY para discutir las investigaciones más recientes en torno a teorías de supersimetría, que le dan su nombre, y también otras más allá del Modelo Estándar de física de partículas. El IFT será anfitrión de este evento y de su precursor, pre-SUSY School 2024, que consistirá en una serie de clases orientadas a un público internacional de estudiantes de posgrado y postdocs con la intención de formarse en esta rama de la física y adquirir una buena base para su futuro trabajo en el campo de física de partículas.
Lecciones de supersimetría
El nombre SUSY que se ve reflejado en ambos eventos viene de supersimetría, una teoría de física de partículas. El Modelo Estándar, en el que se basa, describe 3 de las 4 fuerzas fundamentales del universo: electromagnética, fuerte y débil, pero no la gravitatoria. También define las partículas más elementales, como quarks, electrones y neutrinos, entre otros.
Sin embargo, la supersimetría, entre otras teorías que se discutirán en estos eventos, lleva este modelo más allá, para intentar resolver muchos de los problemas que el Modelo Estándar por sí solo no puede responder. Las partículas que existen en este modelo pueden estar caracterizadas por cómo giran sobre sí mismas: la propiedad llamada espín. Algunas partículas tienen espín 0 ó 1, lo que se conoce como espín entero. Y otras tienen espín 1/2 o 3/2, que se llama espín semientero. El marco teórico de SUSY sugiere que por cada partícula con espín semientero, existe otra partícula asociada, “simétrica”, con espín entero y viceversa.
Una de las consecuencias de esta teoría tiene que ver con el famoso bosón de Higgs. El mecanismo de Higgs describe la existencia de esta partícula, responsable de que otras tengan la masa que tienen, pero la suya propia resultaba un misterio. La teoría antes de SUSY predijo una masa para esta partícula que debería ser mucho mayor de la encontrada. Pero estos problemas se podrían solucionar al introducir la supersimetría. Esta conocida partícula que propuso Peter Higgs también será asunto de algunas de las clases que se impartirán.
Las tres interacciones fundamentales del universo podrían ser las manifestaciones de una sola fuerza
Más allá de las partículas, este marco teórico dice que las fuerzas fundamentales del universo, centrales al Modelo Estándar, son en realidad un mismo tipo de fuerza. Es decir, el electromagnetismo, la interacción fuerte, que mantiene unidos a los quarks que forman protones y neutrones, y la débil, responsable de algunas formas de radiactividad, son realmente lo mismo. Pero esta fuerza única se puede comportar de formas diferentes para dar lugar a las 3 diferenciaciones observadas. Esto tiene relación con los primeros instantes del universo, cuando se cree que estas fuerzas estaban unificadas y eran indistinguibles.
Esta disciplina es muy transversal a toda la física de partículas, y pre-SUSY School pretende mostrar la supersimetría desde lo más teórico hasta lo más experimental. Estas clases acercarán a los asistentes a los experimentos que se han realizado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que en sus choques de partículas pretende encontrar otras nuevas y discernir sus características más fundamentales. No solo eso, se tratarán experimentos de futuros colisionadores más allá del LHC.
Materia oscura en la teoría y los experimentos
Dado que la supersimetría puede esclarecer los primeros instantes del universo, se puede observar claramente la importancia de la supersimetría en campos más allá de la física de partículas, como la cosmología. Y estas disciplinas también se impartirán en pre-SUSY School.
Uno de los temas más llamativos en estas clases es la materia oscura, esa misteriosa presencia invisible que parece formar la mayor parte de la materia del universo. No sabemos de qué está hecha, pero la supersimetría ofrece su propio candidato: los neutralinos. Son partículas hipotéticas que podrían formar parte de esta abundante materia cuyos efectos observamos en la gravedad que mueve todo en el universo.
Y aunque existan otros candidatos populares, como el axión, que también resolvería otros problemas de la mecánica cuántica, la supersimetría no es incompatible con estas otras teorías. La materia oscura podría estar formada parcialmente por varios tipos de partículas como estas. Esto es una disciplina de investigación muy puntera, tanto en lo teórico como en lo experimental, y pre-SUSY School pretende mostrar ambos aspectos de este trabajo, también para la cosmología.
Más allá del Modelo Estándar
No obstante, aunque SUSY sea la teoría titular de estos eventos, no será la única discutida. Será muy importante a lo largo de estas clases, pero estos eventos pretenden hablar de todo marco teórico más allá del Modelo Estándar, y los experimentos asociados.
Uno de los temas más destacados a tratar más allá de la supersimetría es la fenomenología. Consiste en aplicar la teoría física y los modelos matemáticos a experimentos de alta energía para poder hacer predicciones más exactas. Dado que el evento busca relacionar estrechamente teoría y experimento, eso tendrá un papel fundamental.
En definitiva, supersimetría, el bosón de Higgs, el LHC, materia oscura, cosmología y todo aquello que lleve la física más allá del Modelo Estándar: estos son solo unos pocos de los temas que se tratarán en las 8 clases de pre-SUSY School 2024. Esta formación puntera de lo más fundamental a lo más práctico se impartirá del 3 al 7 de junio en el IFT.
Y del 10 al 14 se darán las conferencias SUSY 2024, que llevará todas estas disciplinas a su límite más actual, exponiendo los resultados más recientes de teoría y experimento.