Carlos Argüelles vânează particule dincolo de modelul standard

Pictograma care citește "The SN 10 Scientists to Watch" și "Vezi lista completă a oamenilor de știință"

Dacă ați vedea dormitorul din copilărie al lui Carlos Argüelles-Delgado – tabla albă pentru rezolvarea problemelor, manualele de matematică pe care le cereau ca daruri de ziua de naștere – probabil că nu ați fi surprins că acest copil va crește și va împinge limitele fizicii moderne.

De ani de zile, fizicienii au știut că cea mai de succes teorie pentru a descrie din ce este alcătuit universul, numită modelul standard, este ruptă. Punând mâna pe una dintre cele mai mari fisuri din acest cadru – neutrinii – Argüelles își propune să descopere ce urmează pentru acest domeniu.

Neutrinii sunt misterioși chiar și pentru particulele subatomice. Sunt greu de studiat, deoarece abia interacționează cu materia, iar ceea ce știu oamenii de știință despre ei este derutant – cum ar fi faptul că neutrinii au masă când modelul standard prevede că nu ar trebui să aibă. „De aceea îmi plac neutrinii”, spune Argüelles. „Ei se comportă greșit”.

Mulți oameni de știință cred că acest comportament confuz este un semn că neutrinii sunt afectați de particule nedescoperite. În acest caz, demistificarea neutrinilor ar putea deschide o nouă fereastră asupra universului. Întrebarea este: Cine sunt acești parteneri ascunși și cum îi pot găsi oamenii de știință?

Cercetare remarcabilă

Pentru a căuta răspunsuri, Argüelles se bazează adesea pe datele de la Observatorul de neutrini IceCube din Antarctica. Miile de detectoare îngropate ale IceCube identifică neutrinii din lumina slabă pe care o lasă după ce interacționează cu gheața..

Pentru doctoratul lor, Argüelles a cercetat aceste semnale pentru a căuta neutrini „sterili”. Dacă această rasă de neutrini există, ei ar interacționa cu materia chiar mai puțin decât o fac neutrinii normali. Neutrinii sterili ar putea explica mai multe probleme tulburătoare ale modelului standard, cum ar fi de ce neutrinii au masă și de ce antimateria este mai rară decât materia. Neutrinii sterili sunt, de asemenea, un candidat pentru materia întunecată, acea substanță neidentificată care depășește materia normală din univers.

Cercetarea a reprezentat un proiect uriaș, dar Argüelles l-a terminat în aproximativ jumătate din timpul tipic pentru doctoranzii americani în științele fizice. Și, deși nu au găsit niciun semn al particulei în devenire, Argüelles a eliminat unele idei despre cum ar putea fi aceasta.

fotografie a Observatorului de neutrini IceCube de lângă Polul Sud
Observatorul de neutrini IceCube de lângă Polul Sud caută strălucirile slabe de lumină emise atunci când neutrinii interacționează cu gheața.Felipe Pedreros, IceCube/NSF

„A fost o performanță uimitoare”, spune fizicianul de neutrini Francis Halzen, care a îndrumat lucrarea de doctorat a lui Argüelles la Universitatea Wisconsin-Madison și este cercetătorul șef al IceCube. „A fost o operă de artă”.

Argüelles caută, de asemenea, alte posibile particule ascunse, cum ar fi WIMPs, o particulă ipotetică care ar putea fi o formă de materie întunecată. Iar Argüelles nu se teme să urmărească cercetări mai departe de specialitatea lor. Deși nu este expert în calculatoare cuantice, de exemplu, Argüelles a fost primul care a folosit un calculator cuantic pentru a simula modul în care neutrinii se pot schimba de la un tip la altul. Acest lucru i-ar putea ajuta într-o zi pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine evenimentele bogate în neutrini, cum ar fi exploziile de supernove.

„Urăsc când oamenii îmi spun că nu pot face ceva”, spune Argüelles.

Halzen îl descrie pe Argüelles ca fiind neînfricat, genul de om de știință care nu se teme niciodată să pună întrebări. „Nu cred că au nicio considerație pentru reputația lor, niciodată”, spune el.

De ce conține universul atât de multă materie decât antimaterie? Particulele subatomice fantomatice numite neutrini ar putea oferi indicii.

Istoria din spate

Atitudinea lui Argüelles față de cercetare este, în parte, forjată de luptele din trecut pentru a depăși greutățile și discriminarea.

„Există lucruri mai rele în viață decât să nu poți rezolva o problemă”, spun ei.

A crește în Peru a însemnat construirea unei vieți pe un teren schimbător. Economia era instabilă și, uneori, familia lui Argüelles se chinuia să ajungă la sfârșit de lună.

Deși părinții lui Argüelles îl susțineau și vedeau în cunoaștere o investiție sigură, la început au respins dorința lui Argüelles de a studia fizica. Argüelles, ștergându-și o lacrimă din ochi, își amintește că tatăl lor le-a spus: „Vei muri de foame”. Curând, părinții lui Argüelles au îmbrățișat totuși alegerea carierei.

Argüelles spune că Peru, când creșteau, era, de asemenea, un „mediu extrem de negativ” pentru persoanele LGBTQ+. „Sunt un bărbat homosexual”, spun ei, „și a fost foarte, foarte, foarte, foarte dificil”.

Căsătoriile între persoane de același sex nu sunt recunoscute în Peru. Crimele motivate de ură și discriminarea bazată pe orientarea sexuală au fost interzise abia în 2017, printr-un decret prezidențial pe care Congresul țării a încercat, dar nu a reușit să îl anuleze.

Când Argüelles au părăsit Peru în 2012 pentru a-și continua doctoratul, au descoperit că studiul fizicii în Statele Unite nu a fost lipsit de obstacole. Aproape nimeni de sus în domeniu nu semăna cu ei. S-au luptat sub greutatea așteptărilor și au simțit că exprimarea anxietăților lor le va fi catalogată drept slabe. Dar, cu ajutorul mentorilor, Argüelles a perseverat.

Acum, în calitate de profesor asistent la Harvard, Argüelles își vede studenții – în special femeile și hispanicii – confruntându-se cu aceleași provocări. Argüelles este pasionată de sprijinirea lor.

„Este vorba de a nu renunța, nu-i așa?” spune Argüelles. „Eu însumi încă trec prin unele dintre aceste lucruri. Dar voi supraviețui”.


Vreți să nominalizați pe cineva pentru următoarea listă SN 10? Trimiteți-i numele, afilierea și câteva fraze despre el și activitatea sa la [email protected]