image: Del 8 al 12 de julio, la décima Conferencia Internacional de Quarks y Física Nuclear abordará los retos científicos del siglo XXI para descifrar la naturaleza y los fenómenos relacionados con los componentes esenciales de la materia en el universo. view more
Credit: UNIVERSIDAD DE BARCELONA
Más de doscientos expertos del ámbito internacional participarán en la décima Conferencia Internacional de Quarks y Física Nuclear (QNP2024), una cumbre científica organizada por el Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB (ICCUB), que tendrá lugar en el Aula Magna de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona del 8 al 12 de julio. Este encuentro, que la UB acoge por primera vez, reunirá a expertos mundiales en los campos de la física nuclear y la física hadrónica para debatir los últimos avances en teoría, experimentación y tecnología y abordar los retos científicos del siglo XXI sobre la naturaleza y los fenómenos relacionados con los componentes esenciales de la materia en el universo.
En ediciones anteriores, esta cita con el mundo de la física nuclear se ha celebrado en las ciudades de Adelaida (Australia), Jülich (Alemania), Bloomington (Estados Unidos), Madrid (España), Pekín (China), Palaiseau (Francia), Valparaíso (Chile), Tsukuba (Japón) y Tallahassee (Estados Unidos).
El encuentro lo inaugurará el rector, Joan Guàrdia, el próximo lunes, 8 de julio, en un acto en el que participarán los catedráticos Xavier Luri y Àngels Ramos, de la Facultad de Física y el ICC, y M. José García Borge, del Instituto de Estructura de la Materia (IEM, CSIC). A continuación, están previstas las conferencias de los expertos Juan M. Nieves, de la Universidad de Valencia, bajo el título «Charge-conjugación asymmetry and molecular contento: the Tcc(3875) and Ds(2317) in nuclear matter», y Takashi Nakatsukasa , de la Universidad de Tsukuba (Japón), con la ponencia «Energy density functional approaches to inhomogeneous superfluido neutron-star matter».
Descubriendo fenómenos de la física nuclear aún desconocidos
Uno de los descubrimientos más impactantes del mundo de la física fue el bosón de Higgs, anunciado en julio del 2012 y postulado de forma teórica en 1964 por el científico Peter Higgs para explicar los componentes esenciales de la materia. El hallazgo es un importante hito del gran colisionador de hadrones (LHC) del CERN en Ginebra (Suiza), una de las principales infraestructuras científicas que están aportando nueva luz en el mundo de la física de partículas para entender su naturaleza y los mecanismos de interacción que todavía son desconocidos para la comunidad investigadora.
«La física nuclear y la física hadrónica del siglo XXI presentan diversos retos científicos fascinantes, como la comprensión fundamental de las interacciones fuertes, el estudio de nuevos hadrones exóticos, el desarrollo de modelos nucleares más precisos o la exploración de nuevos estados de la materia», destaca Xavier Luri, catedrático del Departamento de Física Cuántica y Astrofísica y director del ICCUB.
«Conviene destacar que los avances en física nuclear y hadrónica tienen un gran impacto en otras áreas de conocimiento. En el ámbito de la astrofísica, por ejemplo, las investigaciones encaminadas a crear nuevos elementos permitirán entender el fenómeno de la nucleosíntesis en el universo, y los estudios destinados a caracterizar el comportamiento de la materia nuclear en condiciones extremas ayudarán a comprender las propiedades y composición interna de las estrellas de neutrones. En el área de la física de partículas, los experimentos de doble desintegración beta de los núcleos, que buscan dilucidar la naturaleza de los neutrinos, explorarán los límites del modelo estándar, mientras que medidas muy precisas de procesos nucleares y hadrónicos podrían dar lugar a la detección de la materia oscura», añade Luri.
Más allá del modelo estándar de física de partículas
La nueva edición de la conferencia internacional será el escenario indicado para tratar los límites del conocimiento más allá del modelo estándar que describe las fuerzas y partículas más fundamentales del universo. Teóricos y experimentalistas debatirán el progreso de los avances recientes en la física hadrónica y nuclear, y pondrán en común los resultados más reveladores sobre la estructura de los quarks y gluones de los hadrones, las desintegraciones e interacciones entre diversas partículas, la materia oscura fría y los grandes equipamientos científico-técnicos, entre otros.
«Se necesitan medidas muy precisas de las propiedades de los núcleos y de las interacciones hadrónicas para poder descubrir fenómenos de “nueva física”, es decir, los que no se pueden explicar por el modelo estándar de la física de partículas. Actualmente, estudios teóricos sofisticados de ciertos procesos hadrónicos muestran que el grado de precisión necesario para detectar posibles candidatos a la elusiva materia oscura (¡que compone el 85 % de la masa de nuestro universo!) comienza a ser alcanzable en grandes instalaciones experimentales , como el gran colisionador de hadrones (LHC) en el CERN», detalla la catedrática Àngels Ramos, jefa del Grupo de Física Nuclear Teórica y de Muchas Partículas en Interacción de la UB y coordinadora del congreso.
«Otra posible manifestación de “nueva física” podría venir de los laboratorios subterráneos, como el de Canfranc (LSC), donde se busca la llamada desintegración doble beta de los núcleos sin emisión de neutrinos, que ayudará a dilucidar la naturaleza de los neutrinos y la su jerarquía de masas», señala Ramos.
Para hablar sobre los nuevos horizontes de la investigación, en el congreso participarán expertos de prestigio internacional como Tomohiro Uesaka, director del Grupo de Investigación en Dinámica Nuclear del centro RIKEN en Japón, autor de contribuciones experimentales significativas sobre las propiedades de los núcleos exóticos —muy ricos en neutrones— que ponen a prueba las teorías modernas de la estructura nuclear; Laura Fabbietti, miembro de la Universidad Técnica de Múnic (Alemania) y de la colaboración ALICE del LHC, que ha liderado el uso de la femtoscopia para caracterizar las interacciones entre hadrones inestables; Yvonne Leifels, jefe de la División de Investigación del Centro Helmholtz para la Investigación de Iones Pesantes (GSI), que presentará las perspectivas científicas de FAIR (Alemania), el colisionador de iones que permitirá comprender cómo se sintetizan los elementos en el universo o la composición de la materia en condiciones extremas de densidad y temperatura, y Eulogio Oset, físico teórico de la Universidad de Valencia, reconocido internacionalmente por las destacadas aportaciones en los campos de la física hadrónica y la física nuclear, y distinguido con la medalla de la Real Sociedad Española de Física 2023.
En el marco del congreso, y en colaboración con la Fundación Catalunya La Pedrera, la profesora Freya Blekman, del Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, Universidad de Hamburgo), impartirá la charla «Understanding the Large Hadron Collider: What, why and how?», el miércoles 10 de julio, a las 18:30, en el auditorio de la Casa Milà (la Pedrera). La conferencia, abierta a todo el público, se centrará en la actividad de investigación en el LHC en Ginebra —la navaja suiza de los experimentos, que investiga desde nuevas partículas y fuerzas hasta el nacimiento del universo—, sin dejar de lado los aspectos más divertidos y sociales de este equipamiento científico excepcional.
La décima Conferencia Internacional de Quarks y Física Nuclear cuenta con el apoyo del Ayuntamiento de Barcelona, la Fundación Cataluña La Pedrera, la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP) y el Comité Europeo para la Colaboración en Física Nuclear (NuPECC), que es uno de los comités de expertos de la Fundación Europea de la Ciencia (ISF).