El Departamento de Ciencias ha organizado para los alumnos de Física de 2º de Bachillerato, una charla-coloquio on-line sobre “Cosmología y física de partículas” impartida por el Investigador del Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC, Gabriel Larios.
El Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC fue creado oficialmente en 2003 como un centro mixto perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y a la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Es el único centro Español dedicado íntegramente a la investigación en Física Teórica. Sus investigadores lideran numerosos proyectos de investigación en el ámbito tanto nacional como internacional. El IFT forma parte de la línea estratégica `Física Teórica y Matemáticas´ del Campus de Excelencia Internacional (CEI) UAM+CSIC establecido en 2009. Desde 2012, está acreditado como Centro de Excelencia Severo Ochoa. Además de la actividad puramente científica, en el IFT se realiza una intensa tarea de formación de jóvenes investigadores y profesionales a través del programa de postgrado en Física Teórica con Mención de Excelencia del CEI y del Ministerio de Educación. También se lleva a cabo una importante labor de transferencia de conocimiento a la sociedad a través de diversos programas de divulgación.
Física de partículas y Cosmología: de lo infinitamente pequeño a lo infinitamente grande
En esta charla, partiendo de las fronteras de la Física Fundamental, en el régimen de lo infinitamente pequeño y de lo infinitamente grande, nos adentraremos en el fascinante mundo de las Partículas Elementales, los constituyentes más pequeños de la materia que nos rodea. Se ha repasado la Cosmología, que describe la historia y la composición del Universo
Desde que sentó sus bases, la cosmología, se basa en dos máximas fundamentales: la teoría de la relatividad de Albert Einstein y la teoría inflacionaria.
Para la primera la propia geometría del espacio-tiempo se ve afectada por la presencia de materia, es decir que el espacio-tiempo no será plano en presencia de materia y que la curvatura del espacio-tiempo será percibida como un campo gravitatorio.
Y por su parte, la segunda teoría dice que el universo se creó a partir de la explosión del Big Bang y ello desencadenó la consecuente expansión de la materia.
La Física de Partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones (fuerzas) entre ellos. Se conoce a esta rama también como física de altas energías, debido a que a muchas de estas partículas solo se les puede ver en grandes colisiones provocadas en los aceleradores de partículas como en del CERN, en Ginebra.
En la actualidad, las partículas elementales se clasifican siguiendo el llamado modelo estándar en dos grandes grupos: bosones y fermiones. Los bosones son las partículas que interactúan con la materia, mientras que los fermiones son las partículas constituyentes de la materia. En el modelo estándar se explica cómo las interacciones fundamentales en forma de partículas (bosones) interactúan con las partículas de materia (fermiones).
Las interacciones son de 4 tipos: el electromagnetismo que tiene su partícula llamada fotón, la interacción nuclear fuerte que tiene al gluón, la interacción nuclear débil a los bosones W y Z y la gravedad a una partícula hipotética llamada gravitón.
A nuestros alumnos de ESO les explicamos que la materia está formada por “átomos”, que en griego significa “indivisible”, pero que en realidad los átomos no son indivisibles sino que tienen dentro otras partículas: protones, de carga positiva, electrones de carga negativa y neutrones con masa pero sin carga eléctrica. Pero es cuando llegan a Bachillerato cuando descubren que tampoco los protones y los neutrones son partículas elementales sino que también están formadas por otras partículas mucho más pequeña llamadas quarks y a partir de este momento el complejo mundo de la Física de Partículas hace su presencia.
Pero, ¿qué relación hay entre la Cosmología y la Física de Partículas? En los laboratorios donde se encuentran los grandes aceleradores de partículas se logran obtener energías similares a las que se cree que existieron en el Big Bang y así se intenta tener cada vez más pruebas del origen del universo.
Os dejamos el enlace del Instituto Instituto de Física Teórica (IFT) UAM-CSIC por si estáis interesados en su actividad investigadora: https://www.ift.uam-csic.es/