Charla 1 Ronald Fernando García Ruíz

La charla fue dada por Ronald Fernando García Ruíz, un físico de profesión que actualmente es docente en el MIT. El propósito de la charla no era mostrar muchas diapositivas y texto, sino que la idea era tener una especie diálogo con los estudiantes. Partimos hablando del origen del universo y de cómo la perspectiva del inicio del universo puede cambiar de acuerdo con cada persona.

El equipo de Ronald fue creado el año pasado en el MIT y ha estado en expandiéndose bastante. El MIT es el Massachusetts Institute of Technology, cuyo departamento de física ha sido rankeado como el mejor del mundo. Por su parte, Ronald nació en Fresno, Tolima, donde acabo su educación secundaria para posteriormente mudarse a Bogotá donde estudió su pregrado en física en la Universidad Nacional de Colombia, su posgrado lo hizo en la UNAM y estando allí, viajaba constantemente a Estados Unidos para hacer experimentos. Viajaba constantemente a Estados Unidos y Canadá, y para su doctorado se mudó a Europa, donde pasó la mayor parte del tiempo en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear. En el 2020 se mudó a Estados Unidos, puntualmente al MIT, aquí trabaja aún con el CERN, pero están creando un laboratorio en Norteamérica. Ronald pasó cortas temporadas en diferentes países y regiones, lo cual le permitió conocer mucha gente y lugares diferentes.

Las principales preguntas que motivaron su trabajo son: ¿Cuáles son las condiciones iniciales que dan comienzo al universo?, ¿Hay un comienzo del universo?, ¿De dónde vienen los elementos del universo? y ¿Hay más elementos que aún no conocemos? Si suponemos que le Big Bang fue el origen del universo, entonces habría una gran inconsistencia, ya que de acuerdo con la física que hasta hoy se conoce, las simetrías de la física indicarían que se tuvo que haber creado la misma cantidad de materia que de antimateria en el universo. La simetría es una de las propiedades de la física y existen varios tipos de simetría. En ese orden de ideas, para explicar la presencia de más materia que antimateria, se tuvo que haber violado la simetría del tiempo. Esto es intrigante, ya que muchas personas han intentado explicar este rompimiento, de hecho, parte de los experimentos que Ronald lleva a cabo se relacionan con esto. A continuación, hubo una serie de preguntas:

• ¿Cómo nació el concepto de antimateria?

Respuesta: Una de las propiedades de la materia es la carga y cuando se empezó a hacer experimentos, se notó que había partículas que tenían exactamente las mismas propiedades, pero con carga opuesta, por tanto, al acercarse se juntan y se aniquilan entre sí, formando energía.

• ¿Cómo se encuentra la relación de que hay más materia que antimateria?

Respuesta: La relación surge a través de la observación, ya que se puede tomar una porción de materia en el universo y se cuenta cuanta materia y antimateria hay. Algunos decaimientos nucleares crean antimateria, pero la proporción de antimateria sigue siendo muy baja a comparación de la materia.

• ¿Qué tipo de simetrías existen en la física?

Existen tres simetrías fundamentales, la simetría temporal, la simetría de paridad que funciona igual que un espejo y la simetría de conjugación de la carga, que consiste en cambiar la carga y las ecuaciones que describen un sistema han de ser iguales.

• ¿Qué relación hay entre la materia oscura y la antimateria?

Aún no se conoce la relación entre la materia oscura y la antimateria ya que se sabe muy poco sobre la antimateria.

• ¿Qué relación tienen los experimentos de Madame Wu con la simetría?

Respuesta: Madame Wu fue quien descubrió la violación de la simetría espejo, la cual se ve en el decaimiento nuclear.

• ¿Con que tipo de materia interactúa la antimateria?

Respuesta: La antimateria reacciona con todo tipo de materia, lo cual se ve con los electrones y positrones.

• ¿El spin de una partícula es el mismo en el caso de su antipartícula?

Respuesta: Si.

A continuación, se habló sobre los experimentos que crean antimateria para ver como interactúa con materia y con más antimateria. Hasta ahora lo más complejo que se ha creado es antihidrógeno y antihelio, pero así mismo hay experimentos cuyo sin es detectar antimateria proveniente de, por ejemplo, el espacio. También se preguntó si podría haber un planeta de antimateria, a lo que Ronald respondió que es incierto y que no sabía. Almacenar antimateria es todo un reto técnico, por lo cual se crea alto vacío y luego se envía materia a dicho vacío, reduciendo casi por completo la probabilidad de que esta colisione con materia. El fotón tiene como antimateria a sí mismo.

El universo está hecho en un 68% de energía oscura, en un 27% de materia oscura y el 5% de materia. Aún no tenemos claridad acerca de lo que compone el universo, pues tenemos una idea muy limitada incluso de la materia con la que interactuamos siempre. Uno de los objetivos de la física ha sido estudiar los bloques más fundamentales de la naturaleza y esto se hace colisionando partículas en lugares como el CERN. Los colisionadores de partículas son de gran tamaño. El tipo de experimentos que hace el equipo de Ronald, parten de las reglas de la mecánica cuántica, cambian la energía por alta precisión para poder entender la naturaleza. El seguimiento de solamente un electrón

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