Carlos Argüelles va a caccia di particelle oltre il modello standard

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Se hai visto la camera da letto d’infanzia di Carlos Argüelles-Delgado – la lavagna per risolvere i problemi, i libri di testo di matematica che hanno chiesto come regali di compleanno – probabilmente non saresti sorpreso che questo ragazzo sarebbe cresciuto per superare i confini della fisica moderna.

Da anni i fisici sanno che la teoria di maggior successo per descrivere di cosa è fatto l’universo, chiamata modello standard, non è valida. Facendo leva su una delle più grandi crepe nel quadro, i neutrini, Argüelles mira a scoprire le prospettive per il campo.

I neutrini sono misteriosi anche per le particelle subatomiche. Sono difficili da studiare perché interagiscono a malapena con la materia e ciò che gli scienziati sanno su di loro è sconcertante, come il fatto che i neutrini hanno massa quando il modello standard prevede che non dovrebbero. “Ecco perché mi piacciono i neutrini”, dice Argüelles. “Si comportano male”.

Molti scienziati pensano che questo comportamento confuso sia un segno che i neutrini sono influenzati da particelle sconosciute. In tal caso, demistificare i neutrini potrebbe aprire una nuova finestra sull’universo. La domanda è: chi sono questi partner nascosti e come possono gli scienziati trovarli?

Ricerca eccezionale

Per cercare risposte, Argüelles si affida spesso ai dati dell’Osservatorio IceCube Neutrino in Antartide. Le migliaia di rivelatori interrati di IceCube individuano i neutrini dai deboli lampi di luce che lasciano dopo aver interagito con il ghiaccio.

Per il loro dottorato di ricerca, Argüelles ha setacciato questi segnali per cercare neutrini “sterili”. Se questa razza di neutrini esistesse, interagirebbero con la materia anche meno dei normali neutrini. I neutrini sterili potrebbero spiegare diversi problemi preoccupanti con il modello standard, come il motivo per cui i neutrini hanno massa e perché l’antimateria è più rara della materia. I neutrini sterili sono anche candidati per la materia oscura, la sostanza non identificata che supera la materia normale nell’universo.

La ricerca ha portato a un progetto enorme, ma Argüelles lo ha portato a termine in circa la metà del tempo tipico dei dottorati di ricerca statunitensi in scienze fisiche. E sebbene non abbiano trovato segni della presunta particella, Argüelles ha escluso alcune idee su come potrebbe essere.

foto dell'Osservatorio IceCube Neutrino vicino al Polo Sud
L’Osservatorio IceCube Neutrino vicino al Polo Sud cerca i deboli lampi di luce emessi quando i neutrini interagiscono con il ghiaccio.Felipe Pedreros, IceCube/NSF

“È stata una performance straordinaria”, afferma il fisico dei neutrini Francis Halzen, che ha consigliato il dottorato di ricerca di Argüelles. lavora presso l’Università del Wisconsin-Madison ed è il capo scienziato di IceCube. “Era un’opera d’arte”.

Argüelles cerca anche altre possibili particelle nascoste, come i WIMP, un’ipotetica particella che potrebbe essere una forma di materia oscura. E Argüelles non ha paura di perseguire ricerche più lontane dalla loro specialità. Sebbene non sia un esperto di computer quantistici, ad esempio, Argüelles è stato il primo a utilizzare un computer quantistico per simulare come i neutrini possono cambiare da un tipo all’altro. Ciò potrebbe un giorno aiutare gli scienziati a comprendere meglio eventi ricchi di neutrini come le esplosioni di supernova.

“Odio semplicemente quando le persone mi dicono che non posso fare qualcosa”, dice Argüelles.

Halzen descrive Argüelles come senza paura, il tipo di scienziato che non ha mai paura di fare domande. “Penso che non abbiano mai alcun riguardo per la loro reputazione”, dice.

Perché l’universo contiene molta più materia che antimateria? Particelle subatomiche spettrali chiamate neutrini possono fornire indizi.

retroscena

L’atteggiamento di Argüelles nei confronti della ricerca è, in parte, forgiato dalle lotte passate per superare le difficoltà e la discriminazione.

“Ci sono cose peggiori nella vita che non essere in grado di risolvere un problema”, dicono.

Crescere in Perù ha significato costruirsi una vita su un terreno mutevole. L’economia era instabile e, a volte, la famiglia di Argüelles lottava per sbarcare il lunario.

Sebbene i genitori di Argüelles fossero di supporto e considerassero la conoscenza un investimento sicuro, all’inizio rifiutarono il desiderio di Argüelles di studiare fisica. Argüelles, asciugandosi una lacrima dai loro occhi, ricorda che il padre aveva detto: “Morirai di fame”. Presto i genitori di Argüelles abbracciarono la scelta della carriera.

Argüelles afferma che il Perù, quando stavano crescendo, era anche un “ambiente estremamente negativo” per le persone LGBTQ+. “Sono un uomo gay”, dicono, “ed è stato molto, molto, molto difficile”.

I matrimoni tra persone dello stesso sesso non sono riconosciuti in Perù. I crimini ispirati dall’odio e la discriminazione basata sull’orientamento sessuale sono stati vietati solo nel 2017, da un decreto presidenziale che il Congresso del Paese ha tentato ma non è riuscito a ribaltare.

Quando Argüelles ha lasciato il Perù nel 2012 per proseguire il dottorato, ha scoperto che lo studio della fisica negli Stati Uniti non era privo di ostacoli. Quasi nessuno in alto sul campo assomigliava a loro. Hanno lottato sotto il peso delle aspettative e sentivano che esprimere le loro ansie li avrebbe etichettati come deboli. Ma con l’aiuto dei mentori, Argüelles ha perseverato.

Ora, come assistente professore ad Harvard, Argüelles vede i suoi studenti, in particolare donne e ispanici, affrontare le stesse sfide. Argüelles è appassionato di sostenerli.

“Si tratta di non arrendersi, giusto?” dice Arguelles. “Continuo ad affrontare alcune di queste cose da solo. Ma sopravviverò”.


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