La teoría sobre física de altas energías es un área de investigación que trabaja en el desarrollo de modelos para describir partículas fundamentales y sus interacciones. El modelo utilizado en prácticamente toda la física de partículas es llamado, de forma muy poco creativa, modelo estándar.
El modelo estándar de partículas elementales es una teoría de campos cuánticos que estudia las partículas e interacciones fundamentales. El modelo estándar incluye tres de las cuatro interacciones fundamentales conocidas: la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil. La cuarta interacción, la gravedad, prácticamente no tiene efectos en los procesos cuánticos, por lo que no se estudia en el modelo estándar.
Parte del equipo académico del Instituto Milenio Saphir trabaja precisamente probando y refinando el modelo estándar, ampliando sus alcances y desarrollando las herramientas computacionales que se necesitan para analizar la enorme cantidad de datos producidos por los experimentos de colisión de partículas. En particular, herramientas computacionales para analizar los datos que genera el experimento Atlas del Gran Colisionador de Hadrones.
El modelo estándar de partículas elementales ha sido probado incontables veces y casi siempre ha demostrado que funciona. Sin embargo, como no integra la gravedad y tiene algunas desviaciones (por ejemplo, en lo que se relaciona con los neutrinos), hay muchos equipos de investigación que buscan desarrollar una teoría que describa con mayor exactitud las leyes de la física. Créditos de la imagen: Buckminsterfullereno C60. Fuente: Wikimedia Commons.
Física más allá del modelo estándar
La gran mayoría de los experimentos en física de partículas demuestran que el modelo estándar es robusto y genera predicciones muy acertadas de lo que ocurre a nivel subatómico. Sin embargo, el hecho de que no incluya la gravedad y de que sea incapaz de explicar algunos fenómenos (como la masa de los neutrinos) han llevado a diversos equipos de investigación a desarrollar propuestas de teorías que vayan más allá del modelo estándar. A esto se dedica también parte del equipo de investigación del Instituto Milenio Saphir: a explorar y proponer nuevas teorías que expliquen satisfactoriamente todas las propiedades e interacciones de las partículas elementales.