Explorando las fronteras de la física usando neutrinos y nuevas tecnologías de computación de alto rendimiento

Nuestro entendimiento sobre el Universo es aún incompleto. El Modelo Estándar (ME) de las partículas elementales explica solamente el ~5% de la composición del Universo. La única evidencia sólida de Nueva Física (NF) es la existencia de las masas no nulas de los neutrinos, confirmadas a través de las oscilaciones de neutrinos. Para acceder a predicciones teóricas más potentes de NF en el contexto de experimentos actuales de neutrinos, se requiere aumentar la rapidez de cálculo y esto solo es posible a través del uso de las tecnologías de computación de alto rendimiento como lo son las unidades de procesamiento gráfico. La metodología del proyecto incluye inicialmente la revisión bibliográfica e instalación y manejo de paquetes de simulación y servidor de cómputo, para luego desarrollar el código generador de eventos y detectores junto con el análisis. Finalmente revisaremos los resultados, redactaremos los artículos científicos y tesis involucradas. Todo se llevará a cabo en estrecha coordinación entre los grupos de investigación. Se tiene como hipótesis que puede existir NF más allá del ME que no está excluida sino simplemente fuera del rango de nuestras actuales mediciones. Con este proyecto se espera contribuir a un mejor entendimiento de las señales de NF en experimentos de neutrinos aplicando computación de alto rendimiento. Queremos evaluar la sensibilidad para distinguir entre hipótesis de NF con énfasis en el experimento DUNE, caracterizar eventos de dos muones que se observarían en el experimento IceCube a partir de la producción del quark top e implementar estos cálculos en entornos de computación de alto rendimiento. Los resultados de la investigación se evidenciarán en 2 tesis de maestría presentadas, 2 artículos aceptados y uno enviado para su publicación, así como en una presentación en una conferencia internacional. En general se fortalecerán los tres grupos de investigación involucrados y se formarán nuevos recursos humanos en estas áreas especializadas. Se abrirán posibilidades de colaboración con redes internacionales, de realizar pasantías y más proyectos de investigación. Además, el desarrollo de infraestructura computacional y algoritmos involucrados puede tener aplicaciones futuras no solo en física de partículas, sino se extiende a distintas ramas de la de ciencia.