Enigma de las partículas elementales: ¿De qué está hecho el Universo?

Sin partículas elementales, no habría máquinas de rayos X, Internet ni electricidad. Algunas partículas elementales penetran en la materia sin destruirla, y por eso son especialmente interesantes para su aplicación en la ciencia y la medicina.

Pero, ¿conocemos ya todas las partículas elementales? Esta cuestión ocupa a los investigadores, quienes se dedican a descifrar la estructura de la proteína de los virus o a mostrarnos cavidades en las pirámides egipcias. Si el centro de investigación Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY) logra enviar partículas de luz a través de la materia, podría demostrar la existencia de una nueva partícula elemental hasta ahora desconocida. Esto es importante porque aún no sabemos de qué está hecho aproximadamente el 85% de la materia del universo. La llamamos materia oscura. Si comprendemos de qué está hecha, no solo sabremos qué es lo que mantiene unido nuestro planeta en su núcleo, sino también el universo.

El profesor Christian Schwanenberger y otros destacados científicos nos llevan al DESY de Hamburgo y a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), con sede en Ginebra, para visitar los túneles, laboratorios e investigaciones. Mientras tanto, nos cuentan la historia de la física de partículas y nos hablan de mentes brillantes como Wilhelm Conrad Röntgen y Peter Higgs.

Créditos: DW Documental

00:00:00 En esta sección, el video analiza los componentes fundamentales que forman el universo, haciendo hincapié en que todo, incluidos los seres humanos y los objetos, está compuesto de partículas elementales como electrones, quarks y gluones. Estas partículas son esenciales para la estabilidad de los átomos, que a su vez son los componentes básicos de la materia.

00:05:00 En esta sección, la discusión gira en torno a los distintos grupos de partículas elementales que componen el universo, incluidos los quarks, los leptones y los bosones gauge, así como el bosón escalar recientemente descubierto, el Higgs. La narración luego pasa a una aplicación práctica de la física de partículas en la arqueología, donde un equipo en Berlín utiliza tecnología de rayos X para analizar antiguos rollos de papiro sin dañarlos.

00:10:00 En esta sección, el texto analiza avances significativos en el estudio del papiro antiguo a través del grabado virtual, lo que permite a los investigadores leer textos sin manipulación física. Destaca un ejemplo innovador de un texto copto, que revela conocimientos sobre el cristianismo primitivo, y enfatiza las contribuciones de la física y la tecnología informática a la investigación histórica.

00:15:00 En esta sección, el vídeo analiza los principales avances en física de partículas, en particular el descubrimiento del largamente buscado bosón de Higgs en 2012 por investigadores del CERN, un logro reconocido con el Premio Nobel de Física en 2013.

00:20:00 En esta sección, el vídeo analiza la transformación de las señales físicas de los detectores en datos numéricos y la necesidad de filtrar estos datos debido a su abrumador volumen.

00:25:00 En esta sección se analiza el proceso de comprensión de las estructuras virales y el desarrollo de vacunas y medicamentos eficaces. El paso inicial implica la generación de muestras biológicas, específicamente cristales de proteínas, que requieren condiciones precisas para su cultivo y visibilidad a través de métodos avanzados, ya que no se pueden ver con microscopios ópticos estándar.

00:30:00 En esta sección, el vídeo analiza la técnica de cristalografía de proteínas, que permite a los investigadores determinar la estructura tridimensional precisa de las proteínas a nivel atómico utilizando rayos X de alta focalización. Esta técnica es crucial en el desarrollo de nuevos medicamentos que se dirigen a debilidades específicas de los patógenos.

00:35:00 En esta sección, el vídeo explora el misterio de la materia oscura, que constituye el 85% del universo, pero sigue siendo poco conocida. Investigadores como Christian Schwanenberg están investigando su naturaleza esquiva a través de varios experimentos, ya que la materia oscura es esencial para la estabilidad de galaxias como la Vía Láctea. .

00:40:00 En esta sección, el orador reflexiona sobre el enigma de la materia oscura y la incertidumbre que rodea el tiempo que llevará resolverlo. A pesar de esta incertidumbre, enfatiza el progreso en los experimentos de física de partículas que aumentan el potencial de nuevos descubrimientos. El orador reflexiona sobre los beneficios tangibles derivados de la investigación fundamental, como la electricidad y la conectividad a Internet, y destaca los desafíos para comunicar la naturaleza de su trabajo a otros.