Grupo de Física Subatómica y Molecular Departamento de Física Aplicada, Facultad de Ciencias Experimentales Departamento de Estructura de la Materia y Tecnología Nuclear, Centro de Investigación de la Energía (CIE) Universidad de Huelva Linac Research Facility www.uhu.es/gem El grupo Física Subatómica y Molecular (FiSuM) (Código PAI: FQM-370) de la Universidad de Huelva está integrado por un equipo de investigadores bien consolidado cuya investigación consiste en el estudio de la estructura cuántica de la materia a nivel molecular, nuclear y subatómica. El equipo investigador cuenta con más de 250 publicaciones y éstos han sido citados cerca de 3500 veces. Investigadores Dr. Dr. Dr. Dr. Adrián Ayala Gómez Dr. Mirco Cannoni Dr. Miguel Carvajal Zaera Dr. José Enrique García Ramos Mario Emilio Gómez Santamaría Francisco Pérez Bernal José Rodríguez Quintero (I.P.) Feliciano de Soto Borrero Líneas de investigación Proyectos de investigación financiados 1. Proyecto de Investigación “Fenomenología de Partículas y Astropartículas” del Plan de Altas Energías (2010-2012) (Ministerio de Ciencia e Innovación). 2. Proyecto ”Caracterización de especies moleculares de interés astrofísico” (2012-2014) (Ministerio de Ciencia e Innovación). 3. Proyecto MultiDark del Programa Consolider-Ingenio 2010 (2010-2014) (Ministerio de Economía y Competitividad). Competitividad 4. Red ENTApP (European Network of Theoretical Astroparticle Physics) (Unión Europea). 5. Proyecto de excelencia “Nuevos Desarrollos en Estructura Cuántica de la Materia” (20082013) (Junta de Andalucía). Andalucía 6. Proyecto de excelencia “Espectroscopía rovibracional de moléculas de interés astrofísico” (2008-2012) (Junta de Andalucía). Andalucía 1. Espectroscopía y Estructura Molecular. 2. Estructura Nuclear. 3. Fenomenología de la Interacción Nuclear Fuerte. 4. Cosmología y Física de Astropartículas. 7. Proyecto conjunto CSIC-CNRS “Análisis espectral de moléculas prebióticas de relevancia astrofísica para los nuevos observatorios ALMA, SOFIA and Herschel” (2012) (Ministerio de Ciencia e Innovación, CSIC). Física de astropartículas Los más recientes datos experimentales (D. N. Spergel et al. [WMAP Collaboration], Astrophys. J. Suppl. 170, 377 (2007) confirman que el Universo está fundamentalmente compuesto por `` Materia oscura fría'' fría (Cold Dark Matter, CDM) y ``Energía Oscura'' Oscura (Dark Energy, DE). Este hecho supone un gran reto para la Física de Partículas ya que ninguna de las partículas actualmente conocidas puede ser la componente principal de la materia oscura. Estructura Nuclear y simetrías en el núcleo atómico Casi toda la masa del átomo está contenida en una región muy pequeña, del order de 0.00001 veces el tamaño del átomo. ● ● El núcleo está compuesto por neutrones (con carga neutra) y protones (carga positiva), por tanto, en él reside toda carga positiva del átomo. En cambio, a su alrededor se localizan los electrones en órbitas estacionarias. ● En un átomo estable, el número de cargas positivas es igual al de cargas negativas. ● Partículas Elementales y Modelos Cosmológicos La interacción nuclear fuerte es la responsable de la cohesión del núcleo. ● ¡Si el núcleo lo hiciéramos de un metro de radio, el átomo mediría más que la órbita de Júpiter! ¿Cuántos tipos de núcleo existen? Materia Oscura Composición Detección El Modelo Estándar de las Interacciones Fundamentales marca la frontera de la física que conocemos. El nuevo acelerador LHC ( Large Hadron Collider) Collider del CERN pretende ir más allá y buscar algún indicio de nuevas teorías en las que la materia oscura tenga cabida. Nuestro grupo estudia las teorías supersimétricas que predicen una partícula neutra pesada y estable (LSP o Lightest Supersymmetric Particle) Particle que permanecería en el Universo como un vestigio del Big-Bang. Big-Bang El gran interés del LSP radica en que su abundancia primordial puede suministrar la Materia Oscura fría compatible con las observaciones cosmológicas. Además, el grupo colabora en la detección de la Materia Oscura fría. ¿Qué estamos investigando sobre el núcleo atómico en la Universidad de Huelva? Nuestro grupo persigue comprender las propiedades nucleares: masas, energías de excitación, radios nucleares, etc. empleando para ello modelos matemáticos que se apoyan en el concepto de la simetría. simetría Gómez, Ibrahim, Nath and Skadhauge, Physical Review D 72, 095008 (2005). Cannoni, Vergados, and Gómez, Physical Review D 83 (2011) 075010. Interacción Nuclear Fuerte (QCD) La Interacción Fuerte es la responsable de que los quarks, los fermiones constituyentes en el Modelo Estándar de los hadrones, hadrones como el protón o el neutrón, permanezcan ligados y confinados. Es también la responsable de que los hadrones interaccionen entre si, y consecuentemente de la Fuerza Nuclear que liga a los protones y neutrones en el núcleo atómico. La Cromodinámica Cuántica (QCD) es la teoría, basada en la simetría gauge SU(3) de color, que describe la Interacción Fuerte. En particular, hemos analizado recientemente el fenómeno de la coexistencia de forma en los isótopos del platino (Pt). García-Ramos and Heyde, Nuclear Physics A 825, 39 (2009) García-Ramos, Hellemans, and Heyde, Physical Review C 84, 014331 (2011) Libertad asintótica de los quarks: Pequeñas distancias (escala subnucleónica) 1 E~ 2 d Transiciones de fase cuánticas (QPTs) Las QPTs que estudia el grupo FiSuM tienen lugar cuando el sistema descrito sufre un cambio brusco al pasar de una configuración geométrica a otra diferente, al variar un parámetro denominado parámetro de control. Gross, Politzer, Wilczek (Premio Nobel 2004) Grandes distancias (escala nuclear) Estas transiciones pueden estudiarse para los diferentes sistemas que estudia el grupo, debido al carácter abstracto y general que poseen los modelos algebraicos usados. En este poster incluimos un ejemplo basado en el modelo u(3) para la descripción de modos vibracionales de flexión en moléculas. Se muestra (a) el diagrama de fases del sistema, (b) el efecto del cambio de fases en estados excitados y (c) el diagrama de fases para dos modos acoplados de flexión. LEP, C.E.R.N. (Ginebra) PRD82(2010)034510 Region de confinamiento Nuestro grupo trabaja en la compresión de las propiedades de QCD en el límite de bajas energías, donde se manifiestan el Confinamiento y la rúptura de simetría chiral que deben explicar más del 99 % de la masa bariónica de nuestro Universo. (b) (c) (a)