En este proyecto se propone introducir campos magnéticos y condensados de Bose-Einstein (BEC’s por sus siglas en inglés) en el estudio del universo temprano, concentrándose en algunos eventos y situaciones donde su presencia puede ser particularmente relevante. Este planteamiento proviene de dos consideraciones:_x000D_ 1) Los campos magnéticos están presentes en todo el universo observado y no se puede descartar que su origen sea primordial. _x000D_ 2) Los BEC’s pueden existir en épocas tempranas del universo gracias a las altas densidades y a la posible existencia de una asimetría leptónica._x000D_ _x000D_ El mecanismo de generación de campos magnéticos a escalas galácticas e intergalácticas es actualmente desconocido y esto representa, desde hace tiempo, un problema en cosmología. Existen varias propuestas para su generación, tanto primordial, como protogaláctica, pero todos los mecanismos adolecen de algún problema, ya sea en los fundamentos mismos del mecanismo, o en la evolución posterior de la configuración magnética obtenida: difícilmente las escalas de coherencia y las magnitudes de los campos primordiales logran coincidir con las de los campos observados._x000D_ Recientemente, nosotros propusimos una alternativa que parece viable para la generación de campos magnéticos, utilizando la configuración a gran escala ferromagnética de un condensado de Bose-Einstein de bosones W [7]. Este mecanismo se presenta, por un lado, como una opción viable para resolver un problema apremiante de la cosmología y, por otro, involucra un estado de agregación de la materia –un condensado de Bose-Einstein- que ha suscitado mucho interés desde que fue generado en el laboratorio (1995). Actualmente es un tema de investigación de mucha actualidad en diferentes áreas de la física y nos parece importante explorar las implicaciones que puede tener su existencia en el campo de la cosmología. _x000D_ _x000D_ Con este proyecto, nos proponemos explorar dos vertientes de la cosmología en presencia de campos magnéticos y BEC’s: por un lado, queremos investigar las posibilidades de creación y preservación de estos dos objetos en el universo temprano; por otro nos interesa estudiar sus efectos sobre el plasma primigenio y algunos eventos cosmológicos (inflación tibia, leptogénesis, formación de estructura)._x000D_ _x000D_ La responsable del proyecto tiene cierta experiencia en el campo de teoría cuántica de campos a temperatura finita, aplicada a problemas del universo muy temprano. Los participantes adscritos al Instituto de Astronomía son especialistas en el área de formación de estructura a gran escala y tienen una formación sólida en cosmología observacional. Ambas vertientes de la cosmología son necesarias para el buen desarrollo de este proyecto._x000D_ _x000D_ Desde el punto de vista de la formación de recursos humanos, lo innovador del proyecto estriba en que la responsable está consolidando un grupo de cosmología en el Centro Tecnológico de la FES Aragón, con estudiantes de los últimos semestres de las carreras de Ingeniería. Puesto que en esta Facultad no existe la carrera de Física, ni un programa de Posgrado en áreas científicas, el grupo se enriquece con la interacción con investigadores y estudiantes de Posgrado de algunos institutos de la UNAM y del Instituto Avanzado de Cosmología (IAC). En las diferentes áreas que abarca el proyecto, tenemos temas de tesis que ofrecer tanto a nivel de posgrado como de licenciatura. _x000D_

Como mencionamos en los antecedentes, el mecanismo de generación de campos magnéticos galácticos e intergalácticos es actualmente desconocido y esto representa, desde hace tiempo, un problema en cosmología. Existen varias propuestas para su generación, tanto primordial, como protogaláctica, pero todos los mecanismos adolecen de algún problema, ya sea en los fundamentos mismos del mecanismo, o en la evolución posterior de la configuración magnética obtenida: difícilmente las escalas de coherencia y las magnitudes de los campos primordiales logran coincidir con las de los campos observados._x000D_ Recientemente, nosotros propusimos una alternativa que parece viable para la generación de campos magnéticos, utilizando la configuración a gran escala ferromagnética de un BEC de bosones W [7]. Este mecanismo se presenta, por un lado, como una opción viable para resolver un problema apremiante de la cosmología y, por otro, involucra un estado de agregación de la materia –un condensado de Bose-Einstein- que ha suscitado mucho interés desde que fue generado en el laboratorio (1995). Es importante explorar las implicaciones que puede tener su existencia en diferentes áreas de la física. _x000D_ Nos interesa explorar a fondo las posibilidades del mecanismo que propusimos:_x000D_ 1) Las condiciones del universo temprano, antes o después de la transición de fase electrodébil, ¿abren realmente la posibilidad de tener la formación estable, durante cierto periodo, de BEC’s? _x000D_ 2) ¿Qué escalas tendrían los dominios ferromagnéticos en el momento de la evaporación del condensado?_x000D_ 3) Los campos magnéticos generados por el ferromagnetismo de los bosones W ¿pueden sobrevivir al decaimiento del condensado?_x000D_ 4) Los campos magnéticos generados a escalas macroscópicamente grandes ¿pueden ser las semillas para los campos observados a las escalas aún más grandes, de galaxias y de cúmulos?_x000D_ Éstas son algunas de las preguntas que nos proponemos resolver. Otras están relacionadas con los efectos de las condiciones extremas - altas temperaturas, altas densidades y campos magnéticos- sobre el desarrollo del universo primordial. Hay una extensa literatura acerca de los efectos de las altas temperaturas y densidades sobre las transiciones de fase, pero hay todavía mucho trabajo por hacer para analizar el efecto de la presencia de campos magnéticos y BEC’s sobre el plasma primordial y sobre eventos cosmológicos, como podrían ser los procesos de: _x000D_ 1) leptogénesis _x000D_ 2) inflación tibia o, en general, el periodo final de la época inflacionaria_x000D_ 3) la formación de estructura_x000D_ La responsable del proyecto ha trabajado en años anteriores en grupos de investigación dedicados a la teoría cuántica de campos a temperatura finita, obteniendo algunos resultados teóricos relativos a bariogénesis, transiciones de fase cosmológicas y generación de campos magnéticos, como se describe en los antecedentes. En la parte actual del proyecto se propone tender un puente entre los resultados arrojados por la teoría térmica de campos y las condiciones específicas del universo dictadas por las observaciones, explorando exhaustivamente las posibilidades e implicaciones de nuestras propuestas. Es en esta parte donde se hace necesaria una colaboración con investigadores cosmólogos, del Instituto de Astronomía._x000D_ Desde el punto de vista de la formación de recursos humanos, este proyecto permitirá consolidar el grupo de cosmología que nació en el Centro Tecnológico de la FES Aragón, en el marco del proyecto anterior: Transiciones de fase cosmológicas en presencia de campos magnéticos. Este grupo está formado por G. Piccinelli y por estudiantes de los últimos semestres de carreras de Ingeniería. Cabe mencionar que en esta Facultad no existe la carrera de Física, ni un programa de Posgrado en áreas científicas, por lo tanto, nuestro grupo se suele enriquecer con la interacción con investigadores y estudiantes de algunos institutos de la UNAM (Ciencias Nucleares, Física, Astronomía) y del Instituto Avanzado de Cosmología (IAC). Los participantes en el proyecto del Instituto de Astronomía sí tienen estudiantes de posgrado. En las diferentes áreas que abarca el proyecto tenemos tesis que ofrecer a estudiantes tanto de posgrado como de licenciatura. Esperamos contar con la colaboración de estudiantes de las dos dependencias involucradas._x000D_