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Física nuclear y de partículas de alta energía

Física nuclear de alta energía

Si bien la Física Nuclear se ha preocupado durante mucho tiempo por comprender las propiedades del núcleo atómico, el campo de la Física Nuclear de Altas Energías se ocupa de lo que sucede con la materia nuclear a temperaturas y densidades extremas. Por ejemplo, ¿hay una nueva fase (o fases) de la materia nuclear a altas temperaturas y densidades y qué fenómenos exhibe la materia nuclear en estas condiciones? Experimentos en el Colisionador de iones pesados ​​relativista (RHIC) en Brookhaven , han demostrado que es posible utilizar colisiones de núcleos de oro en un acelerador de partículas para recrear el 'plasma de quark gluón', el fluido primordial creado en los primeros microsegundos después del Big Bang. Este fluido es casi 'perfecto', en el sentido de que tiene la menor resistencia al flujo observada (técnicamente, relación de viscosidad a densidad de entropía) de cualquier sustancia conocida. También se producen colisiones de iones pesados ​​en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN y continuar investigando las propiedades de la materia nuclear a energías de colisión aún mayores.

Para obtener más detalles, visite las páginas del Grupo de teoría de alta energía y Grupo nuclear de alta energía.

Física de partículas de alta energía

La física de partículas de alta energía, también conocida como física de partículas elementales, ha sido durante mucho tiempo uno de los puntos fuertes del Departamento de Física de Columbia. Este campo aborda las cuestiones más fundamentales sobre las partículas y fuerzas elementales de nuestro universo. El Modelo Estándar describe estas partículas y sus interacciones con gran detalle y se ha verificado en una amplia gama de experimentos durante casi medio siglo, culminando con el descubrimiento del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN en 2012. Sin embargo, la clara evidencia de fenómenos con interpretaciones fuera del Modelo Estándar, como masas de neutrinos, materia oscura y energía oscura, motiva la búsqueda de una teoría más amplia y resultados aún más inesperados. El Gran Colisionador de Hadrones está produciendo las colisiones más enérgicas de cualquier acelerador, y el estudio de los neutrinos con una serie de experimentos en Fermi National Accelerator Lab en EE. UU. continúa investigando sus masas y propiedades. Mientras tanto, los experimentos de búsqueda directa de materia oscura como XENÓN están poniendo a prueba las teorías de la materia oscura. Estos experimentos, junto con los de Astrofísica y Cosmología, deberían proporcionar las pistas necesarias para comprender la física más allá del Modelo Estándar.

Para obtener más detalles, visite las páginas del Grupo de teoría de alta energía, Grupo de física de partículas y Grupo de materia oscura.

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Elena Aprile

Catedrático de Física, Departamento de Física

Interés de investigación

Física nuclear / de partículas de alta energía Astrofísica, ondas gravitacionales y cosmología

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