Proyectos de investigación
Teorías efectivas de las interacciones nucleares fuertes en condiciones extremas
Uso de teorías de campo efectivas para comprender la materia de los objetos estelares compactos
A pesar de los progresos teóricos para describir la interacción fuerte, todavía no es posible disponer de soluciones cuantitativas en muchas situaciones de interés, como los fenómenos en tiempo real a temperatura y densidad finitas. Las teorías de campo efectivas pueden llegar a explicar este tipo de procesos y sistemas que aparecen en astronomía.
La descripción de los experimentos realizados en grandes aceleradores o de la materia del interior de objetos estelares compactos requiere un sólido conocimiento de la dinámica de la interacción fuerte. Esta interacción es la responsable de unir neutrones y protones para crear núcleos atómicos, así como de confinar los quarks en protones, neutrones y otras partículas. Conocer mejor la interacción fuerte es ineludible para discernir las diferencias entre las predicciones del Modelo Estándar de fuerzas y partículas y los datos experimentales, y así poder detectar nueva física.
La cromodinámica cuántica (QCD, por las siglas en inglés) es la teoría que intenta describir la interacción fuerte. En particular, se han logrado avances notables y constantes en lo que los expertos denominan QCD de red o en el retículo (lattice QCD). Sin embargo, aún no es posible disponer de soluciones cuantitativas en muchas situaciones de interés, como los fenómenos en tiempo real a temperatura y densidad finitas, o cuando entran en el problema escalas dispares. En este último caso, sin embargo, es posible obtener resultados independientes del modelo, debido a la existencia de jerarquías de escalas muy separadas, que se pueden aprovechar utilizando teorías de campo efectivas.
En este contexto, la motivación del grupo de investigación del IEEC es impulsar el uso de las teorías de campo efectivas de la QCD en los procesos de interacción fuerte. Esto nos permite describir en el mismo lenguaje diferentes procesos y sistemas físicos, como los sistemas a temperatura finita, los sistemas a número de bariones finito, que pueden darse en el núcleo de las estrellas de neutrones, y los sistemas formados por dos quarks pesados.
Agradecimientos: Este trabajo ha sido financiado (parcialmente) por el MICIN/AEI/10.13039/501100011033 español y por "FEDER, Una manera de hacer Europa" de la Unión Europea a través de las subvenciones PID2022-139427NB-I00 (MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ FEDER, UE), PID2019-110165GB-I00 (AEI / 10.13039/501100011033 / MINECO/FEDER, UE).
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