Parte A. DATOS PERSONALES

A.1 Situación profesional actual

Organismo: Universidad de Valencia

Departamento: Física Teórica (Facultad de Física) e IFIC (Centro mixto UV-CSIC)

Categoría profesional: Catedrático de Universidad.

Código UNESCO. 2212 Física Teórica.

Palabras clave: Teoría cuántica de campos. Teoría electrodébil, QCD y física del Higgs. Teorías más allá del Modelo Standard: Teorías duales y de cuerdas.

A.2. Formación académica

Título: Licenciado en Física. Universidad de Valencia (1981)

Título: Doctor en Física. Universidad de Valencia (1985)

A.3. Indicadores generales de calidad de la producción científica

• Número de sexenios: 6 (último sexenio 2012-17).
• Campo de actividad científica: Física Teórica.  (Teorías duales y de cuerdas. Teoría y fenomenología de las partículas elementales y sus interacciones.)
• Research Associated en el Rutherford Laboratory (U.K.) en el período 1986-91.
• Publicaciones: alrededor de 75 artículos en revistas incluidas en el SCI (Physical Review, Physical Review Letters, JHEP, Nuclear Physics, Astrophysical Journal, Europhysics Letters, ...).
• Citas totales (Inspire Hep): 1240
• h: 21
• Premio de la Real Academia de las Ciencias Físicas y Exactas (1985).

A4. Indicadores académicos generales

4.1. Quinquenios Docentes: 6

4.2. Resultado de la Evaluación Docente:

Evaluación de la actividad mediante programa DOCENTIA (2015 – 2020): 189/200

Informes anuales de evaluación (2019-24). Media: 4.45

4.3. Puestos de Gestión ocupados (en el pasado).

Director del Departamento de Física Teórica: un período.

Secretario del Departamento de Física Teórica: tres períodos.

Coordinador de Relaciones Internacionales de Física durante once años.

Parte B. RESUMEN DEL CURRÍCULUM

Código ORCID: 0000-0002-0511-271X

Campos del área de Física Teórica, en los que he desarrollado actividad cuyos resultados están publicados en revistas de ámbito internacional.

• Teorías más allá del Modelo Standard (desde el año 2000 hasta la actualidad y proyecto futuro). Trabajo realizado con los profesores H. M Chan (Rutherford Lab.), T. S. Tseung (U. de Oxford) junto con estudiantes de doctorado y otros colaboradores ocasionales. 35 publicaciones.

Aportación: Elaboración de una teoría de partículas elementales más allá del Modelo Standard (Modelo Standard Enmarcado o FSM) que pretende dar respuesta a algunos de los problemas teóricos pendientes como el relativo a la jerarquía de las masas y mezclas de fermiones, o resultados experimentales “raros” que se han observado en recientemente en la Física de partículas. Durante el período indicado se ha realizado un estudio exhaustivo del modelo confrontándolo con datos experimentales sin, por el momento, encontrar contradicción con ellos. Los resultados han dado lugar a medio centenar de publicaciones y comunicaciones en Congresos.

• Reglas de suma en Cromodinámica Cuántica (1986-89 y 2000-10). Trabajo realizado con los profesores C. Domínguez (U. de Ciudad de El Cabo), F. Schilcher (U. de Mainz) , J. A. Peñarrocha y V. Giménez (U. de Valencia) junto con estudiantes de doctorado y otros colaboradores ocasionales.17 publicaciones. A partir de propiedades generales de la función de correlación de dos puntos se establecen relaciones entre su desarrollo asintótico a altas energías y su parte imaginaria en el dominio de física hadrónica.

Aportación novedosa: Introducción de la regla de suma de Laplace de energía finita para estimar condensados de quarks y gluones, masas de quarks pesados (charm y bottom) constantes de desintegración de mesones que contienen quarks b, o s  y otros problemas relativos a la Física hadrónica de bajas energías.

• Teoría de campos de cuerdas y supercuerdas (1986-2001). Trabajo realizado con los profesores H. M Chan (Rutherford Lab.), T. S. Tseung (U. de Oxford) junto con estudiantes de doctorado y otros colaboradores ocasionales.18 publicaciones.

Aportación novedosa 1 (1986-90): Discretización de las cuerdas. Tratamiento de las integrales funcionales mediante la discretización de la cuerda y cálculo numérico de las amplitudes de interacción.

Aportación novedosa 2 (1991-2001): Interpretación de la interacción en la teoría de cuerdas aplicando el mecanismo original de solapamiento de medias cuerdas a la teoría (no polinómica) de campos de cuerdas, identificando el espacio de parámetros en los distintos canales así como la región de transición entre ellos, que no aparece en una formulación explícita por medio de diagramas de Feynman y es necesario incluir explícitamente a cada orden. 

Aportación novedosa 3: Descripción de la teoría mediante osciladores de media cuerda (“comas”). Cálculo de amplitudes y estudio de aspectos formales de la teoría de cuerdas en esa formulación, adecuada sobre todo en la formulación de una teoría de campos.

• Física de dos fotones en la colisión leptón hadrón (1981-85). 3 publicaciones y objeto de la Tesis Doctoral. Estudio de la interacción electromagnética más allá de la aproximación de intercambio de un fotón calculando la interacción de intercambio de dos fotones en la colisión leptón-núcleo predicha por QED.

Aportación: tratamiento del contínuo hadrónico que depende de magnitudes características de la estructura hadrónica.

• Violación de paridad en átomos (1981 y 87). 2 publicaciones y objeto de la. Tesis de Licenciantura. Estudio de acoplamientos electrodébiles entre quarks y leptones a energías típicas de la estructura atómica mediante el análisis de transiciones atómicas sensibles a la mezcla de estados de paridad definida inducida por corrientes neutras.

Aportación novedosa: introducción del espín nuclear en el estudio de las transiciones electromagnéticas sensibles a la violación de paridad en átomos muónicos.

Parte C. MÉRITOS MÁS RELEVANTES.

C.1. Diez Publicaciones más interesantes (según mi criterio).

1. J. Bordes, H. M. Chan and S. T. Tsou, “A vacuum transition in the FSM with a possible new take on the horizon problem in cosmology”, Int. J. Mod. Phys. A 38 (2023) no. 25, 2350124 doi:10.1142/S0217751X23501245
2. J. Bordes, H. M. Chan and S. T. Tsou, “Unified FSM treatment of CP physics extended to hidden sector giving (i) δCP for leptons as prediction, (ii) new hints on the material content of the universe,” Int. J. Mod. Phys. A 36 (2021) no.31n32, 2150238 doi:10.1142/S0217751X21502389
3. J. Bordes, H. M. Chan and S. T. Tsou, “Accommodating three low-scale anomalies (g-2, Lamb shift, and Atomki) in the framed standard model,” Int. J. Mod. Phys. A 34 (2019) no.25, 1950140 doi:10.1142/S0217751X19501409
4. J. Bordes, H. M. Chan and S. T. Tsou, “Generation patterns, modified γ−Z mixing, and hidden sector with dark matter candidates as framed standard model results,” Int. J. Mod. Phys. A 33 (2019) no.36, 1830034 doi:10.1142/S0217751X1830034X
5. S. Bodenstein, J. Bordes, C. A. Dominguez, J. Penarrocha and K. Schilcher, “Bottom quark mass from finite energy QCD sum rules,” Phys. Rev. D 85 (2012), 034003 doi:10.1103/PhysRevD.85.034003
6. J. Bordes, H. M. Chan and S. T. Tsou, “A Dynamical mechanism for quark mixing and neutrino oscillations,” Eur. Phys. J. C 10 (1999), 63-70 doi:10.1007/s100529900092
7. J. Bordes, H. M. Chan, J. Faridani, J. Pfaudler and S. T. Tsou, “Possible test for the suggestion that air showers with E > 10**20-eV are due to strongly interacting neutrinos,” Astropart. Phys. 8 (1998), 135-140 doi:10.1016/S0927-6505(97)00039-X
8. J. Bordes, H. M. Chan, L. Nellen and S. T. Tsou, “HALF STRING OSCILLATOR APPROACH TO STRING FIELD THEORY,” Nucl. Phys. B 351 (1991), 441-473 doi:10.1016/0550-3213(91)90097-H
9. J. Bordes and F. Lizzi, “Computation of Amplitudes in the Discretized Approach to String Field Theory,” Phys. Rev. Lett. 61 (1988), 278 doi:10.1103/PhysRevLett.61.278
10. J. Bordes, “E(6) Signatures in Atomic Physics,” Phys. Lett. B 190 (1987), 97 doi:10.1016/0370-2693(87)90846-X

C.2. Participación en proyectos de I+D+i

• Participación en proyectos financiados por el Ministerio de Educación y Ciencia (o equivalente según la época) y la UE desde 1981 hasta la actualidad en el campo de las “Partículas elementales: el Modelo Standard y sus extensiones”.  Actualmente con la referencia PID2023-151418NB-I00 MCIU/AEI/10.13039/501100011033/FEDER.
• Participación en proyectos PROMETEO financiados por la Generalitat Valenciana desde 2002 hasta la actualidad en el campo de la “Física de partículas y sus interacciones”.  Actualmente con la referencia PROMETEO CIPROM/2022/36.
• Miembro del IFIC, Centro Severo Ochoa. Actualmente con la referencia CEX2023-001292-S.
• Participación en el proyecto de innovación de la UVEG en el período 2009-2015: Laboratori Virtual de Física Quàntica.

Mi campo de investigación ha variado desde mi tesis doctoral. El tema de la misma fue sobre física nuclear relativista, describiendo materia nuclear densa a altas temperaturas. Se trataba de una colaboración con el grupo teórico en el Observatorio de Paris-Meudon.

Posteriormente, y como consecuencia de mi estancia de Fermilab, derivé hacia temas de astropartículas, en concreto procesos de producción de neutrinos en supernovas y estrellas de neutrones. Estos resultados han tenido una gran repercusión en la comunidad de

astrofísicos que estudiaba el enfriamiento de estrellas de neutrones.

Desde 2005, mi investigación ha derivado hacia la Información Cuántica. Para esta investigación, inicié una colaboración con distintos investigadores y grupos, como por ejemplo el grupo teórico del MPQ en Garching, con el cual estudiamos problemas de funciones de Wigner en una red y sistemas cuánticos abiertos. Más recientemente he iniciado una línea de investigación en aprendizaje cuántico de máquinas, con un subproyecto (del cual soy IP) del proyecto nacional “Quantum Spain”, así como una colaboración con investigadores de la Universitat Politècnica de València en la simulación de sistemas cuánticos de muchos cuerpos. Ambos temas son parte asimismo del proyecto Prometeo CIPROM 22/66 de la Generalitat Valenciana, del cual soy co-IP.

[Biografía, versión en castellano]

Trayectoria científica:

En 1987-88 estuve en la Carnegie Mellon University, Pittsburg (USA) como postdoc. En 1989-90 en el Max Planck Institut für Physik, Múnich, Alemania, como postdoc. En 1989 gané por oposición una plaza de Profesor Titular en la Universidad de Valencia. En 1992-94 obtuve una CERN fellowship en el CERN, Ginebra, Suiza. En 2007 gané por oposición la habilitación a Catedrático de Universidad y desde 2008 soy Catedrático de Universidad en la Universidad de Valencia.

Líneas de investigación y resultados más relevantes:

1) Correcciones cuánticas en el Modelo Estándar. Aquí se han obtenido diferentes resultados, pero quizá el más interesante es el descubrimiento de los efectos de no desacoplo del quark top en la interacción Z-b-b. Este resultado se publicó en su momento y fue esencial para determinar la masa del quark top en LEP antes de que se descubriera en Fermilab (Bernabéu, Pich & Santamaria).

2) Neutrinos masivos. En los últimos años hemos aprendido que definitivamente los neutrinos tienen masa, sin embargo aun no existe un “modelo standard de neutrinos masivos”. Es por tanto esencial encontrar un modelo que pueda describir todos los datos experimentales y que se pueda comprobar en un futuro. En este campo hemos escrito varios artículos de gran impacto proponiendo y estudiando varios modelos para explicar la pequeña masa de los neutrinos (con Bertolini, Valle, Nebot, Oliver, Palao, del Águila, Bhattacharya, Aparici, Wudka, Herrero-Garcia, Rius, Das, Alcaide)

3) Física del bosón de Higgs en el SM y sus extensiones. Finalmente el bosón de Higgs se ha descubierto en el LHC y es muy importante explorar sus propiedades. De hace tiempo estamos trabajando en esta linea: hemos estudiado la posibilidad de que el bosón de Higgs se desintegrara invisiblemente a otros escalares (Bertolini & Santamaria). Recientemente CMS y ATLAS mostraron indicios de que el bosón de Higgs se desintegra con violación del sabor leptónico y nosotros hemos explorado de forma exhaustiva esa posibilidad (Herrero-Garcia, Rius & Santamaria). También hemos estudiado el espectro de masas de los escalares en un modelo con tripletes escalares una vez se conocen las propiedades del bosón de Higgs (Das & Santamaria).

4) Física del leptón tau. Se ha construido un modelo fenomenológico de resonancias para describir las desintegraciones del leptón tau a dos y tres piones que ha sido ampliamente utilizado (Kühn & Santamaria) y se ha determinado su momento magnético usando datos experimentales de LEP (Gonzalez-Springer, Santamaria & Vidal)

5) Partículas en astrofísica. En este campo, además de las implicaciones en modelos particulares, destacaríamos el estudio sistemático de nuevas interacciones de neutrinos en el enfriamiento de supernovas (Choi & Santamaria).

6) Teorías cuánticas de campos efectivas (EFT). Se ha estudiado en general, el uso de EFT para analizar nueva física (Bilenky & Santamaria) y para simplificar el cálculo de correcciones radiativas en teorías renormalizables (Peris & Santamaria). En los últimos años estamos usando también EFT para describir las masas de neutrinos de la forma más independiente de modelo posible (del Àguila, Aparici & Wudka).

7) Teorías en dimensiones extra. Se han analizado los efectos cuánticos de dimensiones adicionales en la desintegración del bosón Z a quarks b (Oliver, Papavassiliou & Santamaria). También se ha estudiado la calculabilidad, en este tipo de modelos, de los efectos cuánticos que crecen con la energía. El control de estos efectos es esencial para poder construir una teoría que unifique todas las interacciones a energías accesibles experimentalmente (Oliver, Papavassiliou & Santamaria).

8) "Running" de masas y QCD. En las teorías cuánticas de campos la masa aparece como un parámetro más de la teoría casi al mismo nivel que las constantes de acoplamiento. Como tal no es constante y varía con la energía. Sin embargo hasta ahora nunca se había podido comprobar la variación de la masa con la energía. Un hito importante fue sugerir que quizá el experimento LEP tuviera la precisión suficiente como para comprobar la variación de la masa del quark b con la energía (Bilenky, Rodrigo & Santamaria). Esta comprobación precisó cálculos muy complejos realizados por nuestro grupo y un análisis experimental muy sofisticado que fue realizado por la colaboración DELPHI de Valencia (Fuster et al.). Gracias a esta colaboración entre grupos teóricos y experimentales de Valencia hoy podemos decir que la masa de los quarks evoluciona con la escala de energías.

Licenciado en C. Fśicas por la U. de Valencia en julio 1993. Doctorado en Física, U. de Valencia en septiembre de 1997.

Contratos postdoctorales en el Brookhaven National Lab en NY (Feb-Agost 1998), EU Marie Curie en SISSA, Trieste (Italia) de 09/1998 a 09/2000., reincorporacion Marie Curie en la U. de Valencia de 10/2000 a 10/2001, red europea en U. of Oxford de 10/2001 a 11/2003 y  Fellow en el CERN de 01/2004 a 12/2005.

Contrato RyC en la U. de Valencia de 12/2005 a 12/2008. Profesor titular de Universidad en U de Valencia, 12/2008 a 10/2025.  Catedrático Universidad desde 11/2025.

Dirección de 5 tesis doctorales.