COSPA: un nuevo punto de encuentro entre cosmología y física de partículas

Este 6 de enero, en el campus Ciudad Universitaria de la Universidad San Sebastián, se realizó el Workshop on Cosmology and Particle Physics (COSPA), un encuentro organizado por Enrico Schiappacasse y Paola Arias, académicos del Grupo de Física Teórica USS. La actividad reunió, por primera vez en Chile, a dos comunidades que suelen conversar en espacios distintos: la cosmología y la física teórica de partículas.

A simple vista, ambas disciplinas parecen mirar en direcciones opuestas. Una intenta reconstruir la historia del universo como un todo; la otra, entender sus componentes más elementales y las fuerzas que los gobiernan. Sin embargo, ese contraste es precisamente lo que las hace complementarias. El universo temprano, con sus temperaturas y densidades extremas, funciona como un “laboratorio” natural imposible de replicar en la Tierra. Al mismo tiempo, muchas de las preguntas más grandes de la cosmología (de qué está hecha la mayor parte del cosmos y cómo evolucionó) parecen exigir nueva física a nivel microscópico.

Esa intersección es el territorio de la llamada cosmofísica de partículas, un área interdisciplinaria que usa el cielo como fuente de datos para poner a prueba ideas sobre partículas aún no observadas en aceleradores, y que utiliza modelos de física fundamental para interpretar esas señales cosmológicas. Allí se ubican preguntas tan ambiciosas como la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, el estudio del universo temprano y la búsqueda de “huellas” que quedaron impresas en el cosmos y que hoy son medibles con instrumentos cada vez más sofisticados.

Entre esas huellas está el fondo cósmico de microondas, una radiación tenue que llega desde todas las direcciones y que suele describirse como el resplandor fósil del universo cuando tenía apenas unos cientos de miles de años. También están las ondas gravitacionales, pequeñas ondulaciones del espacio-tiempo que pueden originarse en eventos extremos (como la colisión y fusión de agujeros negros o estrellas de neutrones) y, en ciertos escenarios, incluso en procesos asociados a etapas muy iniciales del cosmos. Bien leídas, estas señales entregan información complementaria a la de los experimentos de laboratorio. No reemplazan a los aceleradores, pero sí amplían el rango de energías, épocas y fenómenos accesibles a la investigación.

El programa de COSPA incluyó ocho exposiciones a cargo de investigadores e investigadoras nacionales, con temas en cosmología, física de partículas y sus puntos de convergencia. Además, participó como invitado internacional el Dr. Hong-Yi Zhang, de Shanghai Jiao Tong University (China), quien presentó resultados recientes. El encuentro reunió también a estudiantes de pre y postgrado de distintas instituciones del país, reforzando el rol formativo de estos espacios en temas de frontera.

La realización del evento contó con financiamiento parcial de los proyectos Fondecyt R-1251141 y 1251613. Sus organizadores señalan que la meta es que el workshop tenga continuidad, como una instancia regular de discusión que facilite colaboraciones y ayude a articular una comunidad a nivel nacional.