Mario Reig, jove investigador del l'IFIC, rep el Premi Arquimedes
L'estudiant de doctorat de l'Institut de Física Corpuscular (UV-CSIC) Mario Reig López és el guanyador del XVI Certamen Universitari Arquimedes 2017 en l'àrea de Ciències Experimentals, Exactes i Ambientals. El treball –sota la supervisió de José W. Furtado Valle (UV-CSIC), en col·laboració amb Carlos Vaquera-Araujo (Mèxic) i Frank Wilczek (Nobel de Física 2004)– rescata una idea de Wilczek per a unificar tres de les quatre forces de la naturalesa i les tres famílies de partícules conegudes. Al certamen es van presentar 339 treballs d'estudiants de màster i grau de tota Espanya.
Mario Reig López (Muro d'Alcoi, 1994) va presentar el treball "Sobre el problema de les famílies: fermions quirals, dimensions extra i unificació de les forces" quan finalitzava el màster de Física Avançada de la Universitat de València en l'especialitat de Física Teòrica. Sorgeix d'una idea conjunta amb Carlos Vaquera-Araujo, investigador mexicà que va realitzar una estada postdoctoral en el grup de física d'astropartícules i altes energies (AHEP) de l'IFIC, liderat per José Wagner Furtado Valle. Tots dos van aprofitar la presència a l'IFIC el passat mes de juny del guanyador del Nobel de Física de 2004 Frank Wilczek durant la seua participació com a jurat en els Premis Jaume I, per a culminar una col·laboració iniciada a l'inici de l'any.
La idea de Reig, Vaquera-Araujo i Furtado Valle es basa en una teoria elaborada en els anys vuitanta per Wilczek i altres físics de reconegut prestigi com Savas Dimopoulos, Pierre Ramond i Murray Gell-Mann (premi Nobel de Física en 1969) per a unificar tant les forces com les famílies de partícules del Model Estàndard, la teoria que descriu les partícules elementals i les seues interaccions. Tota la matèria que veiem en l'Univers es forma a partir d'aquestes tres famílies, que es diferencien bàsicament per la seua massa. Entendre aquesta diferència en les seues masses i unificar aquestes famílies és un dels grans reptes de la Física actual.
Segons explica Reig, "en els vuitanta, Wilczek i altres físics amb els quals treballava no van aconseguir resoldre el problema de la unificació a causa de l'aparició d'antifamílies' de partícules". Com aquestes antifamílies resultaven tenir una quiralitat (propietat que descriu el comportament de les partícules) oposada a la que s'observa en la naturalesa, suposaven un problema per a la teoria, la qual cosa va fer que aquesta idea per a la unificació de les famílies de partícules elementals quedara aparcada durant quasi 40 anys.
Ara, la proposta de Reig, Vaquera-Araujo i Furtado Valle, amb la col·laboració del propi Wilczek, troba una solució nova al problema de la quiralitat en el marc de teories que postulen l'existència de 5 dimensions. Aquesta nova dimensió 'extra' no seria extensa, com la resta de dimensions espacials conegudes, sinó que estaria 'compactificada'. Farien mancada energies enormes, inassolibles en acceleradors de partícules, per a notar els seus efectes. D'aquesta forma aconsegueixen unificar de forma consistent les tres forces descrites en el Model Estàndard (força nuclear fort, força nuclear feble i electromagnetisme) i les tres famílies de partícules elementals, sense donar lloc a altres famílies amb quiralitat errònia. El treball complet es va publicar en la revista Physics Letters B al novembre.
Una conseqüència d'aquesta teoria és que la unificació tindria com a conseqüència l'existència d'un nou tipus de matèria formada pels anomenats 'hiperquarks'. Aquesta nova forma de matèria formada per la unió d'aquests hiperquarks ('hiperbarions'), resultaria ser estable i molt més pesada que els barions coneguts, que formen tot el que veiem en l'Univers. A causa d'aquesta estabilitat, els hiperbarions serien bons candidats a formar la matèria fosca, que se suposa compon quasi una cambra de l'Univers però la naturalesa del qual segueix sent un misteri per a la ciència.
En aquesta línia segueix treballant Reig ara amb una beca predoctoral FPU en l'Institut de Física Corpuscular. "La nostra teoria prediu l'existència d'hiperbarions a una escala d'energia de l'ordre de la qual es pot aconseguir en el Gran Col·lisionador d'Hadrons del CERN. Si existeixen, quasi segur haurien de veure's en un accelerador com el Futur Col·lisionador Circular", opina Reig. El Futur Col·lisionador Circular (FCC, per les seues sigles en anglès) és un projecte en el qual treballen els científics del CERN per a construir un nou accelerador de fins a 100 quilòmetres de circumferència, molt més gran i potent que l'actual LHC.
El primer premi està dotat amb 6.000 euros per a l'autor i 2.000 euros per al tutor.
