Newswise – El universo comenzó hace 13.800 millones de años, pero los científicos aún luchan por comprender su origen. Zhaodi Pan, investigador del Laboratorio Nacional Argonne (DOE) del Departamento de Energía, explora este misterio al estudiar el fondo cósmico de microondas, que es la luz más antigua del universo. Desarrolla detectores sensibles que detectan la luz del fondo cósmico de microondas y usa los datos para crear mapas 2D de cómo se distribuye la materia en el universo. Espera que su trabajo proporcione una visión más profunda de la historia del universo.
«Comprender la materia y la energía que componen el 95% de nuestro universo es un gran rompecabezas». —Zhaodi Pan
Pan comenzó a dedicarse a sus intereses en cosmología mientras obtenía un doctorado. en la Universidad de Chicago. Después de graduarse, se unió a Argonne en octubre de 2020 como becario Maria Goeppert Mayer. La beca Maria Goeppert Mayer es un premio internacional otorgado a destacados científicos e ingenieros con doctorado para ayudarlos a desarrollar sus carreras en el entorno de investigación de alto impacto de Argonne. La beca honra a Maria Goeppert Mayer, física teórica que ganó el Premio Nobel de Física en 1963 por su trabajo en Argonne, proponiendo un modelo matemático para la estructura de las capas nucleares del núcleo atómico. La beca ofrece a los científicos principiantes la oportunidad de seguir sus propias direcciones de investigación, con el apoyo de un patrocinador y hasta tres años de financiación. A los becarios también se les pueden ofrecer puestos a largo plazo en Argonne después de completar sus becas. Aquí, Pan describe su programa de investigación y por qué le gusta trabajar en Argonne.
P. ¿Qué no sabemos sobre la historia de nuestro universo?
A. La materia que compone todas nuestras estrellas y galaxias comprende solo el 5% de toda la materia de nuestro universo. Los científicos piensan materia oscura constituye el 25% y la energía oscura constituye el 70% de nuestro universo, sin embargo, apenas sabemos nada sobre ellos. Comprender la materia y la energía que componen el 95% de nuestro universo es un gran rompecabezas. Otro misterio rodea los orígenes de nuestro universo. Si bien en su mayoría hemos construido una historia coherente sobre su origen, una piedra angular aún carece de evidencia directa: la teoría de la inflación. Esta teoría describe cómo el universo primitivo creció exponencialmente en tamaño en un período de tiempo muy corto después del Big Bang. La inflación explica algunos fenómenos diferentes que observamos en astronomía y cosmología, pero necesitamos encontrar más evidencia para comprender mejor cómo encaja en nuestro modelo cosmológico estándar y, en última instancia, revelar cómo se creó nuestro universo.
P. ¿Cuáles son sus intereses de investigación?
A. Estoy interesado en el origen del universo y la naturaleza de la energía oscura y materia oscura. Creo que este es el próximo avance para la física y la cosmología. Hay algunas maneras de abordar estos temas. Una forma es usar aceleradores como el Gran Colisionador de Hadrones para crear materia oscura o partículas que median sus interacciones con la materia ordinaria. Otra forma es observar directamente la historia del universo estudiando el fondo cósmico de microondas, que es la luz más antigua del universo. La radiación de fondo cósmico de microondas puede tener señales muy débiles que son impresiones del período de inflación. He estado trabajando en estrecha colaboración con Argonne Detector Group para desarrollar la próxima generación de detectores para estudiar estas huellas en el fondo cósmico de microondas.
P. ¿Cuál es el enfoque de su trabajo en Argonne?
A. Los proyectos en los que trabajo se centran en mapear la distribución de la materia en el universo y buscar huellas dactilares del período de inflación. El detector en el que estoy trabajando actualmente se llama detector de inductancia cinética de microondas, que ayuda a mapear las emisiones moleculares del gas en el universo. Una ventaja de esta estrategia es que puede detectar luz en un volumen mayor del universo que los telescopios ópticos, que se utilizan para estudiar las estrellas. También estoy analizando datos de la cámara de tercera generación del Telescopio del Polo Sur, llamada SPT-3G, para mapear la distribución de la materia en el universo.
P. ¿Qué lo inspiró a solicitar esta beca?
A. Cuando me gradué de la Universidad de Chicago, estaba buscando oportunidades de posdoctorado. Argonne, como instituto de investigación de primer nivel, tiene todo lo necesario para impulsar el campo. Tiene una sala limpia de clase mundial que se puede utilizar para la fabricación de detectores. Cuenta con tecnología de punta supercomputadoras que puede manejar grandes conjuntos de datos de estudios cosmológicos. el argonne Superconductor Detector Group y Cosmological Simulation Group no solo tienen los conjuntos de datos, sino también los recursos para abordar las preguntas que me interesan. La oportunidad de unirme a estos grupos y forjar nuevas direcciones de investigación me inspiró a postularme.
P. ¿Cómo ha contribuido esta beca al desarrollo de su carrera?
A. El programa de becas me ha brindado una base sólida para el crecimiento de mi carrera, permitiéndome perseguir mis intereses de investigación y conectarme con una comunidad de apoyo de profesionales. A través del programa de becas, pude llevar a cabo investigaciones y proyectos que de otro modo habrían sido difíciles de llevar a cabo. El apoyo brindado por la beca me permitió concentrarme en explorar áreas de investigación sin preocuparme por las limitaciones financieras. La creación de redes con una comunidad diversa de personas, mentores y profesionales con ideas afines me ha permitido abrir nuevas direcciones de carrera y colaboraciones. Obtuve muchos conocimientos valiosos en el desarrollo de instrumentación y análisis de datos y también amplié mi alcance de conocimiento.
P. ¿Qué le gusta de trabajar en Argonne?
A. Me gusta el ambiente de trabajo colaborativo y de apoyo aquí. Tenemos fuertes conexiones con los investigadores de Fermilab en el DOE y la Universidad de Chicago, lo que nos permite lograr más de lo que una sola institución podría lograr por sí sola. Además, tenemos acceso a varias instalaciones y equipos de última generación. Nuestro equipo interactúa y colabora de una manera que beneficia a todos los involucrados, y estoy entusiasmado con el potencial de descubrimientos revolucionarios que surgirán de nuestros esfuerzos colectivos. No tengo ninguna duda de que las colaboraciones en Chicagoland producirán muchos avances científicos emocionantes en los próximos 20 años.
P. ¿Qué actividades le gusta hacer fuera de la investigación?
A. Me gusta el ciclismo, el senderismo y la escalada en mi tiempo libre. ¡El Waterfall Glen Trail alrededor de Argonne es un buen lugar para ir!
P. ¿Qué consejo le daría a otras personas interesadas en seguir su carrera?
A. Encuentre el campo que más le interese y sumérjase para obtener más información. Sé audaz y prepárate para aceptar nuevos desafíos.
Laboratorio Nacional de Argonne busca soluciones a problemas nacionales apremiantes en ciencia y tecnología. Argonne, el primer laboratorio nacional del país, lleva a cabo investigaciones científicas básicas y aplicadas de vanguardia en prácticamente todas las disciplinas científicas. Los investigadores de Argonne trabajan en estrecha colaboración con investigadores de cientos de empresas, universidades y agencias federales, estatales y locales para ayudarlos a resolver sus problemas únicos, promover el liderazgo científico de Estados Unidos y preparar a la nación para un futuro mejor. Con empleados de más de 60 países, Argonne está dirigida por UChicago Argonne, LLC para el Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU..
Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. es el mayor patrocinador individual de la investigación básica en ciencias físicas en los Estados Unidos y está trabajando para abordar algunos de los desafíos más apremiantes de nuestro tiempo. Para más información visite https://energgy.gov/science.
