Texto: Jaime Fernández, Fotografía: Jesús de Miguel - 27 oct 2023 12:53 CET

Ignazio Scimemi, director de IPARCOS, explica que la cromodinámica cuántica (QCD) estudia cómo las partículas fundamentales que se llaman quarks y gluones se relacionan entre ellas para formar los protones, los neutrones y los núcleos de los átomos. De acuerdo con él, esta es “una teoría muy sofisticada, que nos permite calcular muchos fenómenos desde las bajas energías (tipo interacciones de mesones ligeros) hasta las energías del LHC, el colisionador del CERN”. 

“La historia de la QCD es fascinante”, continúa Scimemi porque fue precisamente ella la que permitió poner orden en toda la serie de nuevas partículas que se fueron descubriendo gracias al desarrollo de la física nuclear después de la Segunda Guerra Mundial. Recuerda además que a lo largo de la historia la QCD ha estado en la base de muchos descubrimientos científicos, como por ejemplo la partícula de Higgs “que ha sido producida en el CERN gracias a la interacción de dos gluones, que son partículas fundamentales de la QCD”.

El congreso

Explica Scimemi que la cuarta edición del congreso, la de 2017 ya se celebró en la Complutense y que a esta edición, la REF2023, han venido participantes fundamentalmente de países europeos y americanos, aunque al ser emitido por Youtube, la intención es que pueda ser visto en todo el mundo.

Entre todos los ponentes han explorado “nuevas vías para el estudio de la QCD y han propuesto muchas ideas novedosas, como el estudio de la estructura de los protones, un mejor análisis de los datos del LHC o lo que se va a medir en un nuevo acelerador que se va a construir en Estados Unidos, que es el EIC (colisionador de electrones e iones)”.

También se ha hablado de fenómenos como el entrelazamiento de quarks, a nivel de partículas subnucleares, que “es un ámbito más difícil que los electrones ya que hacen falta campos muy potentes analíticos o aproximaciones incluso utilizando la Inteligencia Artificial”.

En este congreso, de acuerdo con el director de IPARCOS, todos los grupos pueden confrontar sus ideas y por eso se ha organizado durante toda una semana, para que “los investigadores puedan hablar con calma ya que al final de cada jornada ha habido una sesión de discusión donde un moderador resume todas las ideas y se charla de todo lo que no se ha podido expresar durante las conferencias. Es un momento para pensar todo lo que se ha escuchado”.

El profesor Stewart

Una de las misiones de IPARCOS es divulgar todas las actividades de investigación que están haciendo, con la idea de que eso repercuta en la demanda de los estudios de posgrado como los cuatro másteres que ofertan. Su filosofía, aclara Scimemi, es que “la investigación es parte de la educación, y se practica poniendo las manos en la masa, ensuciándose y viendo cómo se hacen realmente las cosas”.

Ese espíritu es el que ha llevado a abrir en el congreso una sesión de divulgación para estudiantes de Física con la presencia de Iain Stewart, un físico teórico del MIT, donde en este momento dirige el Centro de Física Teórica. Asegura Scimemi que es uno de los expertos más famosos en cromodinámica cuántica del mundo, en concreto, en teorías efectivas, es decir, “la manera de aplicar la QCD a la práctica experimental”.

El propio profesor Stewart también ha traído a sus estudiantes del MIT, lo que permite una interacción entre los jóvenes complutenses y los de la institución americana, lo que enriquece aún más la experiencia de asistir al REF 2023. De hecho, según Scimemi, la mitad de los asistentes son gente muy joven, entre estudiantes y posdoctorales, que van “girando por el mundo para adquirir experiencia y luego sacarse una plaza en algún centro educativo o de investigación”.

Centró la conferencia Iain Stewart en la interacción fuerte, que es una de las cuatro fuerzas fundamentales que se describen en el modelo estándar de la física de partículas. La interacción fuerte es la responsable de mantener unidos a los protones y neutrones en el núcleo atómico, y se debe a la interacción entre los quarks, que componen dichos protones y neutrones. De las cuatro fuerzas fundamentales (gravedad, electromagnética, débil y fuerte), en la que se centró el profesor del MIT es la más intensa, pero sólo actúa a distancias muy cortas.

Entre las diez preguntas que todavía faltan por responder en la actualidad, Stewart apuntó, entre otras, a probar matemáticamente que la QCD tiene una brecha de masa, que es la energía necesaria para excitar un sistema desde su estado de energía más bajo al siguiente estado de energía más bajo; a encontrar una descripción de los principios de la dinámica de hadronización en tiempo real (dicha dinámica describe cómo los quarks y gluones se combinan para formar hadrones, como protones y neutrones); a saber cuándo la dinámica de una colisión de alta energía se factoriza, entendiendo como tal la capacidad de separar el proceso de la colisión en dos partes: una que describe la interacción de los quarks y gluones en la colisión, y otra que describe la formación de los hadrones a partir de los quarks y gluones; o conocer cuál es la dinámica de la materia en una estrella de neutrones.

La conclusión de su conferencia es que 50 años después de su descubrimiento, la QCD sigue siendo un campo rico y vibrante de investigación, con las puertas abiertas para todos aquellos que se animen a descubrir los misterios de la física de partículas.