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Astropartículas y física de altas energías - AHEP

Referencia del grupo:

GIUV2013-156

 
Descripción de la actividad investigadora:
¿Existe una nueva simetría en la naturaleza, como la supersimetría (SUSY), que explique la estabilidad de la escala electrodébil? El origen de la escala electrodébil junto a una mejor comprensión del sabor y de las propiedades de los neutrinos son algunas de las cuestiones más importantes en la ciencia básica actual. Partiendo de la larga tradición de Europa en física de partículas, el programa experimental del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se ha diseñado para dilucidar el origen de la escala electrodébil y las propiedades de la materia a energías del Teraelectronvoltio. ¿Podría el LHC ayudarnos también a entender los neutrinos y el sabor? Los neutrinos son constituyentes elementales de la naturaleza y ladrillos fundamentales del llamado Modelo Estándar que describe la materia y sus interacciones. El descubrimiento de la masa de los neutrinos ha supuesto una revolución en la física de partículas, proporcionando una firme evidencia de nueva física que implica que el Modelo Estándar, que explica los demás resultados experimentales, necesita ser revisado. De todas las partículas elementales, los neutrinos presentan un rol especial. ¿Cuál es el origen de su masa? ¿Por qué es tan...¿Existe una nueva simetría en la naturaleza, como la supersimetría (SUSY), que explique la estabilidad de la escala electrodébil? El origen de la escala electrodébil junto a una mejor comprensión del sabor y de las propiedades de los neutrinos son algunas de las cuestiones más importantes en la ciencia básica actual. Partiendo de la larga tradición de Europa en física de partículas, el programa experimental del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se ha diseñado para dilucidar el origen de la escala electrodébil y las propiedades de la materia a energías del Teraelectronvoltio. ¿Podría el LHC ayudarnos también a entender los neutrinos y el sabor? Los neutrinos son constituyentes elementales de la naturaleza y ladrillos fundamentales del llamado Modelo Estándar que describe la materia y sus interacciones. El descubrimiento de la masa de los neutrinos ha supuesto una revolución en la física de partículas, proporcionando una firme evidencia de nueva física que implica que el Modelo Estándar, que explica los demás resultados experimentales, necesita ser revisado. De todas las partículas elementales, los neutrinos presentan un rol especial. ¿Cuál es el origen de su masa? ¿Por qué es tan pequeña? ¿Se conserva el número leptónico? ¿Podemos entender, a partir de primeros principios, el esquema observado de las mezclas de los neutrinos, tan diferente de la que caracteriza a los quarks? Nuestro grupo de investigación ha propuesto modelos teóricos donde el origen de la masa de los neutrinos es intrínsicamente supersimétrico, relacionando las propiedades de desintegración de la partícula supersimétrica más ligera con los ángulos de oscilación de los neutrinos medidos en experimentos subterráneos y confirmados con la detección de neutrinos procedentes de aceleradores y reactores nucleares. Esta línea abre la seductora posibilidad de que el programa del LHC pueda ayudarnos a arrojar luz sobre el problema del sabor y requiere un escrutinio dedicado, tanto teórico como en el nivel de simulaciones numéricas, que será una de las prioridades de nuestro grupo en los próximos años. En las últimas dos décadas se ha clarificado que la física de partículas y astropartículas ofrecen maneras complementarias de entender el Universo y proporcionan respuestas a las grandes preguntas de la ciencia básica. Europa se ha involucrado fuertemente en este tema, reconocido por la hoja de ruta de Aspera a la que España contribuye con decisión. También vamos a investigar cómo los datos del LHC pueden ayudar a resolver misterios astrofísicos como la naturaleza de la materia oscura y sus propiedades. Las sinergias entre la física de altas enegías y la astrofísica o la cosmología se encuentran en el corazón de una nueva disciplina forjada en las últimas décadas y ahora conocida como la física de astropartículas. Nuestras líneas de investigación para el período 2014-2017 se estructuran como sigue: 1) Propiedades del neutrino: en el laboratorio, la astrofísica y la cosmología2) Origen de la masa del neutrino y el problema del sabor3) Nueva física en la era del LHC 4) La materia oscura en astrofísica, física de partículas y cosmología. La investigación propuesta es, por tanto, interdisciplinar, abarcando todos los aspectos de la búsqueda de nueva física, desde la teoría a los experimentos, en todos sus flancos. Se incluyen también ideas más teóricas sobre la unificación, las dimensiones extra, la cosmología inflacionaria y la energía oscura.
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Página Web:
 
Objetivos cientificotécnicos:
  • Fenomenología de la física de partículas elementales. Teorías más allá del Modelo Estándar e implicaciones en aceleradores, astrofísica y cosmología.
 
Líneas de investigación:
  • Propiedades de los neutrinos: implicaciones astrofísicas, cosmológicas y en el laboratorio . Análisis globales de los datos de experimentos de neutrinos solares, atmosféricos, de reactor y acelerador. Consecuencias experimentales de la existencia de interacciones no estándar. Los neutrinos como sondas en astrofísica (Sol, supernovas) y cosmología (CMB, LSS), astronomía con neutrinos.
  • Origen de masa del neutrino y el problema del sabor . En esta línea investigamos modelos de física de partículas más allá del Modelo Estándar que generan la masa y la estructura de mezcla de los neutrinos, en particular los inspirados en modelos tipo see-saw a gran o pequeña escala, con o sin unificación, modelos radiativos o supersimétricos.
  • Nueva física en la era del Gran Colisionador Hadrónico . Fenomenología de modelos extendidos, en especial supersimétricos, en aceleradores de partículas y en especial el Gran Colisionador Hadrónico del CERN. Predicción y análisis de datos en función del modelo, buscando señales específicas de nuevas partículas.
  • Materia oscura en astrofísica, física de partículas y cosmología. Búsqueda de candidatos a constituir la mayor parte de la materia del Universo, no luminosa. Estudio téorico de distintos modelos que proporcionan candidatos a la materia oscura y sus señales en experimentos de detección directa o indirecta, así como en observables cosmológicos.
 
Componentes del grupo:
Nombre Carácter de la participación Entidad Descripción
José Wagner Furtado ValleDirector-a UVEG-CSIC-Valencia Investigador-a extern-a- Centre mixt
Equip d'investigació
M. Amparo Tortola BaixauliCo-director-a UVEG-CSIC-Valencia Professor-a Contractat-da Doctor-a
Martín Hirsch Membre UVEG-CSIC-Valencia Investigador-a extern-a- Centre mixt
Sergio Pastor CarpiMembre UVEG-CSIC-Valencia Investigador-a extern-a- Centre mixt
César Manuel Bonilla DíazCol·laborador-a CSIC-Madrid Estudiant-a de doctorat de la Universitat de València
Mohamed BoucennaCol·laborador-a CSIC-Madrid Estudiant-a de doctorat de la Universitat de València
Sofiane Valentina de RomeriCol·laborador-a UVEG-Valencia Investigador-a Contractat-da Doctor-a Atracció de Talent
David Vanegas ForeroCol·laborador-a UVEG-CSIC-Valencia Estudiant-a de doctorat de la Universitat de València