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Científicos de la UA inician investigaciones en Física Teórica

  • Gracias a proyecto FONDECYT abordarán temas relacionados con el Big Bang, los hoyos negros y el origen del Universo.

Un grupo de científicos de la Unievrsidad de Antofagasta desarrollarán un interesante proyecto que cuenta con financiamiento del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt), con el cual investigarán y teorizarán sobre el origen del Universo, estudio que por primera vez se realizará en una universidad regional del páis y que abre una interesante línea de desarrollo en la UA.

El trabajo está orientado a la física de altas energías y problemas específicos relacionados con el estudio de las fuerzas fundamentales en la naturaleza. La investigación será realizada por los doctores Álvaro Restuccia del Departamento de Física, y Adrián Sotomayor, Luis Cortés y Mercedes Fernández del Departamento de Matemáticas.

En este contexto, el dr. Restuccia explica que son cuatro las fuerzas conocidas: la gravitacional, la electromagnética, la débil y la fuerte. “Cualquier fuerza que ocurra en la naturaleza es simplemente una combinación de estas fuerzas fundamentales. La fuerza débil y la fuerte actúan a nivel atómico, son de muy corto rango. Mientras que las gravitacional y la electromagnética son de largo alcance, esas son las fuerzas con las que interactuamos  más directamente en la naturaleza”.

Dr. Álvaro Restuccia y dr. Adrián Sotomayor

Unificación

El tema de estudio tiene que ver con la idea de unificación de todas las fuerzas fundamentales. Se conoce hasta el momento que las fuerzas electromagnética, débil y fuerte, se pueden unificar y dar una descripción única a altas energías. “La  física es distinta a medida que uno cambia el rango de energía con que interactuamos en  la naturaleza.  A altas energías, lo que nosotros distinguimos como tres fuerzas distintas se comportan como una sola”, indica el físico.

“Esto es muy importante en el análisis del origen del Universo, en problemas de agujeros negros y en otros problemas de física, en particular, la idea es que la fuerza gravitacional esté unificada a muy alta energías”, agrega.

La Fuerza Gravitacional

Hay en principio una inconsistencia con la idea de unificación de todas las fuerzas fundamentales, aclara el doctor Restuccia, y es que la fuerza gravitacional no ha sido posible unificarla teóricamente a altas energías con las otras tres fuerzas . Una dificultad básica proviene de que, si bien,  la fuerza gravitacional tiene una descripción macroscópica muy consistente en términos de la teoría de la relatividad general de Einstein,  esta teoría no es compatible con los principios de mecánica cuántica que describen la física a altas energías.

“La idea de unificación pasa por primero dar una formulación de la gravitación a altas energías compatible con la mecánica cuántica, y conjuntamente con esa idea, la posibilidad de que todas las fuerzas fundamentales queden unificadas a altas energías”, explica.

Proyecto

El proyecto considera aspectos de las dos problemáticas: La cuantización de la gravedad y la unificación de las fuerzas fundamentales.

“Esta es una iniciativa teórica de física matemática relacionada con el problema del Big Bang, de los agujeros negros,  de la constante cosmológica; la idea es entender la expansión del universo que constituyen problemas específicos dentro de este marco global”, explicó el profesor Restuccia.

Departamentos

Es primera vez que el Departamento de Matemáticas y el de Física -dependientes de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad de Antofagasta- interactúan entre sí en una investigación de esta área. “Los problemas de física a altas energías, requieren de matemática muy elaborada, y nosotros acá en esta universidad tenemos los expertos con quienes complementarnos”.

Este proyecto tiene cuatro años de duración, fue aprobado desde marzo de 2012 en la línea del Fondecyt regular 2012. Además considera un trabajo con la comunidad basado en charlas abiertas coloquiales con invitados de alto nivel internacional. En una primera instancia, en noviembre habrá dos charlas dirigidas al público en general y estudiantes sobre la estructura relativista del Universo.

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