Surgida de la simbiosis entre la física de partículas elementales, la astrofísica y la cosmología, la física de astropartículas ha cobrado un enorme interés científico a nivel mundial. Prueba de ello son los numerosos y variados experimentos, en curso o en etapa de planeación, cuyo propósito es el de develar algunas de las incógnitas fundamentales que existen en este campo del conocimiento. Este proyecto es continuación de una ininterrumpida labor de investigación que, en aspectos teóricos y fenomenológicos vinculados con la física de astropartículas, han venido desarrollando los investigadores que participan en el mismo. Tales investigaciones han contado con apoyo a través de proyectos PAPIIT. En términos generales, dentro de este proyecto se abordarán diversos problemas de frontera relacionados con partículas que interaccionan débilmente (neutrinos y candidatos a materia oscura) y partículas cósmicas (hadrones y fotones) de altas energías. _x000D_ _x000D_ Tomando en consideración las condiciones extremas que prevalecen en muchos escenarios astrofísicos y cosmológicos, cuando las circunstancias lo requieran, se emplearán los métodos de la Teoría Térmica de Campos para incorporar los efectos que la materia densa y caliente tiene sobre el comportamientos de las partículas relativistas. Asimismo se tomará en cuenta la posible influencia de campos magnéticos en diferentes ambientes cósmicos (estelar, galáctico y extragláctico). En todo momento se dará un atención importante a la formación de recursos humanos en el área y se procurará el fortalecimiento de la colaboración con otras instituciones del país y del extranjero. Contaremos así con la colaboración de varios posdocs y alumnos, quienes se han incorporado a nuestro grupo de trabajo o lo harán en los próximos meses. _x000D_ _x000D_ Las cuestiones más relevantes que planeamos abordar en el transcurso del proyecto son las siguientes:_x000D_ (i) Estudio de las propiedades de los neutrinos basado en el análisis de los datos experimentales más recientes sobre oscilaciones de neutrinos, tomando en cuenta la mezcla entre tres neutrinos activos e incluyendo la posibilidad de la existencia de neutrinos estériles. (ii) Cálculos analíticos y numéricos detallados de los efectos de la materia sobre las oscilaciones de neutrinos a fin de indagar correcciones al efecto MSW introducidas por efectos subdominantes, como, por ejemplo, el campo magnético solar y la materia terrestre. (iii) Estudio de las oscilaciones de neutrinos en vacío y en materia mediante la aplicación del formalismo de la teoría cuántica de campos. (iv) Estudio de la emisión de radiación electromagnética por neutrinos que se propagan en un medio, poniendo especial atención a la interacción electromagnética efectiva de los neutrinos y la situación en que el medio es no homogéneo. (v) Análisis de los mecanismos de transporte y aceleración de rayos cósmicos Galácticos por medio de simulaciones numéricas tridimensionales. (vi) Construcción de modelos para el estudio de la propagación, en el medio intergaláctico y en el Halo, de rayos cósmicos consistentes en núcleos pesados con energías elevadas, para diferentes modelos de turbulencia magnetohidrodinámica. (vii) Estudio de la transición entre los flujos Galáctico y extra-Galáctico de rayos cósmicos en la región del espectro comprendida entre la segunda rodilla y el tobillo. (viii) Producción y propagación de fotones y neutrinos en el universo próximo. (ix) Producción de partículas de energías extremas por decaimiento de materia obscura en la vecindad de agujeros negros supermasivos en modelos con dimensiones extras. _x000D_

En términos generales, las contribuciones más significativas del proyecto serán:_x000D_ (1) Física de neutrinos. (i) Estudio de las propiedades de los neutrinos basado en el análisis de los datos experimentales más recientes sobre oscilaciones de neutrinos, tomando en cuenta la mezcla entre tres neutrinos activos e incluyendo la posibilidad de la existencia de neutrinos estériles. (ii) Cálculos analíticos y numéricos detallados de los efectos de la materia sobre las oscilaciones de neutrinos a fin de indagar correcciones al efecto MSW introducidas por efectos subdominantes, como, por ejemplo, el campo magnético solar y la materia terrestre. (iii) Estudio de las oscilaciones de neutrinos en vacío y en materia mediante la aplicación del formalismo de la teoría cuántica de campos. (iv) Estudio de la emisión de radiación electromagnética por neutrinos que se propagan en un medio, poniendo especial atención a la interacción electromagnética efectiva de los neutrinos y la situación en que el medio es no homogéneo. _x000D_ (2) Partículas cósmicas de altas energías. (i) Análisis de los mecanismos de transporte y aceleración de rayos cósmicos Galácticos por medio de simulaciones numéricas tridimensionales. (ii) Construcción de modelos para el estudio de la propagación, en el medio intergaláctico y en el Halo, de rayos cósmicos consistentes en núcleos pesados con energías elevadas, para diferentes modelos de turbulencia magnetohidrodinámica. (iii) Estudio de la transición entre los flujos Galáctico y extra-Galáctico de rayos cósmicos en la región del espectro comprendida entre la segunda rodilla y el tobillo. (iv) Producción y propagación de fotones y neutrinos en el universo próximo. (v) Producción de partículas de energías extremas por decaimiento de materia obscura en la vecindad de agujeros negros supermasivos en modelos con dimensiones extras. _x000D_ (3) Formación de recursos humanos. En las actividades y labores propuestas participarán por lo menos 5 estudiantes de posgrado (2 de doctorado y 3 de maestría) y 3 investigadores posdoctorales. Todos los estudiantes realizarán sus tesis en temas vinculados a las líneas de investigación del proyecto y se espera que obtengan sus grados o realicen avances significativos durante la vigencia del mismo. _x000D_ (4) Producción científica. Como resultado de las investigaciones que se realizarán en este proyecto, se esperan publicar anualmente 2 ó 3 artículos en revistas científicas internacionales con arbitraje. Asimismo, dichos resultados se presentarán en conferencias nacionales e internacionales y se publicarán en las memorias respectivas. _x000D_ (5) Impacto social. La investigación de problemas teóricos y fenomenológicos, relacionados con los neutrinos, la materia obscura y los rayos cósmicos contribuyen al desarrollo en México de investigación de frontera dentro de la física de astropartículas, aportando a la formación de recursos humanos del más alto nivel en la áreas científicas y técnicas. La aplicación práctica de los neutrinos, por ejemplo, en el monitoreo de reactores nucleares, comienza ya a volverse realidad, siendo importante que los países cuenten con personal capacitado en estas tecnologías emergentes._x000D_ (6) Colaboración interinstitucional. Debido a las características propias de los tópicos tratados, la colaboración con especialistas en diversas especialidades, adscritos a instituciones nacionales o del extranjero, ha sido una constante en el trabajo del grupo en el pasado. Se continuará y acrecentará este tipo de colaboración _x000D_