Adam Koza, doctorando en la Universidad de Varsovia, realiza una estadía en el IMIT (UNNE-CONICET), donde trabaja junto al Dr. Ignacio Agustín Aucar para avanzar en el estudio de física fundamental en moléculas ultrafrías. En el marco de su visita, ofreció una ponencia sobre el valor de estos sistemas para la búsqueda de física más allá del Modelo Estándar.
Adam Koza está en Corrientes para realizar una estadía de investigación de dos meses en el Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica (IMIT, de doble dependencia UNNE-CONICET), donde trabaja junto al Dr. Ignacio Agustín Aucar, investigador adjunto del CONICET y profesor del Departamento de Física de la UNNE. Es Doctorando de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia (Polonia), integra el grupo Quantum Molecular Systems, dirigido por el Dr. Michał Tomza, dedicado a investigar fenómenos en la intersección de la física de partículas, la física atómica y molecular, la óptica y la química cuántica.
Antes de esta estadía, Koza presentó los resultados de sus trabajos en prestigiosas instituciones científicas de países como Alemania, Austria, Estados Unidos, Francia, Japón, Reino Unido y República Checa, y realizó estadías de investigación en la Universidad de British Columbia (Canadá), y en la Universidad de Groningen (Países Bajos), donde se vinculó por primera vez con el Dr. Aucar.
En el IMIT, Koza y Aucar desarrollan complejos modelos físico-matemáticos para el estudio de procesos moleculares. La línea de investigación que Koza desarrolla en su grupo de Varsovia se centra en el enfriamiento de moléculas a temperaturas ultrafrías, del orden de millonésimas o milmillonésimas de grado por encima del cero absoluto.
Hace pocos días, Koza brindó una ponencia en las instalaciones del Instituto IMIT y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura (FaCENA) titulada “Moléculas Ultrafrías: Un Entorno de Prueba para la Búsqueda de Física más allá del Modelo Estándar”.
En una entrevista con UNNE Medios, el visitante polaco explicó los alcances de la teoría de moléculas ultrafrías y las ventajas de llevar esos sistemas a temperaturas tan extremas. Para ilustrarlo, recurrió a una comparación: un niño que corre de un lado a otro en una sala resulta difícil de observar, mientras que un niño quieto o dormido puede ser observado con mayor atención. Con las moléculas ocurre algo semejante, según Koza: la temperatura está relacionada con la energía asociada al movimiento, de modo que, cuanto menor es la temperatura, menor es también el movimiento de las partículas que componen un sistema físico. Las moléculas ultrafrías, casi inmóviles, permiten realizar mediciones de alta precisión y estudiar así fenómenos de la física fundamental.
El problema que el Modelo Estándar no resuelve. Koza ubicó su investigación en relación con el Modelo Estándar, la teoría más completa con la que cuenta actualmente la física para describir la materia, la radiación y las interacciones entre ambas. Según explicó, esta teoría no logra dar cuenta de un fenómeno ocurrido en el origen del universo: en el Big Bang se habría generado una cantidad equivalente de materia y antimateria, partículas que se aniquilan al encontrarse. Si esa simetría se hubiera mantenido, toda la materia se habría destruido. Sin embargo, el universo actual está compuesto casi exclusivamente por materia, con una proporción mínima de antimateria, lo que indica un desbalance que el Modelo Estándar no logra explicar.
Uno de los caminos para investigar ese desbalance es el que se sigue en el CERN, en la frontera entre Suiza y Francia, donde funciona el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El otro, señaló Koza, consiste en estudiar moléculas que, gracias a la interacción de sus electrones con los intensos campos electromagnéticos internos a los que se ven expuestos, funcionan como laboratorios de alta precisión para observar interacciones fundamentales. Comprender lo que ocurre a esa escala requiere, según explicó, un conocimiento profundo de la mecánica cuántica relativista.
¿Por qué YbCr y por qué RaCr? En su presentación, Koza habló de dos moléculas que utiliza en sus investigaciones: el YbCr y el RaCr. Ninguna de estas moléculas existe en la naturaleza y constituyen el objeto de estudios teóricos que buscan sentar las bases para futuros trabajos experimentales. El iterbio y el radio, explicó, son algunos de los elementos más pesados de la tabla periódica. Su combinación con átomos de cromo da lugar a moléculas “exóticas” desde el punto de vista de la química, pero con propiedades que las vuelven especialmente sensibles a determinado tipo de fenómenos predichos por la física de partículas.
El visitante polaco explicó por qué no se eligió, por ejemplo, la molécula de agua: enfriarla hasta temperaturas ultrafrías resulta prácticamente imposible. Solo un número limitado de moléculas reúne las condiciones necesarias para ello y, a diferencia del enfriamiento de átomos, el de moléculas es un campo relativamente reciente en la física. El proceso, detalló, comienza con el enfriamiento por separado de un átomo de iterbio (o de radio) y otro de cromo que luego, mediante campos magnéticos y otros procedimientos, se aproximan hasta formar una única molécula, estable únicamente bajo condiciones controladas.
Sobre la elección del iterbio, señaló que se trata de un elemento con una gran cantidad de protones y neutrones en el núcleo y con electrones que, al encontrarse cerca de ese núcleo, se desplazan a velocidades cercanas a la de la luz, intensificando los efectos relativistas. Esa característica resulta relevante para estudiar la violación de la simetría de carga y paridad (CP), un fenómeno que las teorías vinculan al desbalance entre materia y antimateria. Para ello se requiere una molécula que combine un átomo pesado, como el iterbio, con uno liviano, como el cromo.
Es en este punto donde la visita al Dr. Aucar adquiere relevancia para la investigación que Koza desarrolla. El investigador del IMIT es un referente en el estudio teórico de propiedades moleculares mediante la aplicación de la mecánica cuántica relativista y, más generalmente, de la electrodinámica cuántica. Ese conocimiento resulta clave para las investigaciones que se llevan adelante en la Universidad de Varsovia, ya que el estudio de fenómenos de física de partículas en sistemas que contienen elementos pesados requiere un sólido andamiaje teórico.
Aucar mantiene desde hace varios años una colaboración con el grupo del Dr. Tomza, que incluyó visitas recíprocas a los Países Bajos y Polonia durante 2024 y 2025. En ese marco, Koza eligió (entre diversas instituciones científicas de prestigio global) realizar su estadía de investigación en Corrientes para profundizar su formación en esta área.
Junto al grupo de investigación que integra en Varsovia, Koza publicó recientemente parte de sus resultados en una revista científica de gran prestigio en física, en colaboración con un equipo experimental de Florencia (Italia), que ya trabaja en el desarrollo de un dispositivo capaz de producir estos sistemas ultrafríos en laboratorio, apoyado en las simulaciones teóricas que se realizaron en el grupo de la universidad e Varsovia. El proyecto recibió financiamiento de la Unión Europea tras un proceso de evaluación altamente competitivo. Koza estimó que serán necesarios alrededor de diez años para contar con las moléculas sintetizadas en laboratorio y en condiciones de trabajo.
Finalmente, remarcó la función crítica que desempeñan los estudios teóricos en la interpretación de los resultados. Cuando un experimento produce una señal, ese registro puede corresponder a distintos fenómenos y determinar cuál de ellos lo origina requiere un muy estricto modelado teórico. Ese intercambio entre físicos teóricos y experimentales, explicó, se da de manera continua: la teoría orienta el diseño del experimento, el experimento aporta datos y la teoría vuelve a intervenir en su interpretación. La detección de una señal de violación de simetría CP —que hasta el momento no ha sido observada— equivaldría, según Koza, a un premio Nobel, aunque interpretar esa señal exigiría una nueva y desafiante etapa de investigación teórica.
