¡°Queremos crear un acelerador de part¨ªculas tan grande como Ginebra¡±

John Ellis naci¨® hace 68 a?os en Hampstead, al norte de Londres. De ni?o no le gustaba la literatura, as¨ª que ley¨® muchos libros de ciencia e historia en la biblioteca p¨²blica. A los 12 a?os ya sab¨ªa que quer¨ªa dedicarse a la ciencia b¨¢sica. Fue el primero en su familia en ir a la universidad y, con los a?os, se convirti¨® en uno de los f¨ªsicos te¨®ricos m¨¢s influyentes de su generaci¨®n. Ellis trabaja actualmente a caballo entre el laboratorio europeo de f¨ªsica de part¨ªculas CERN y el University College de Londres. Hace a?os, cuando sus dos hijos le preguntaban a qu¨¦ se dedicaba, usaba las preguntas del cuadro de Paul Gauguin ?De d¨®nde venimos? ?Qui¨¦nes somos? ?Ad¨®nde vamos? De visita en Madrid para impartir una conferencia organizada por la Fundaci¨®n Banco Santander, Ellis explica en esta entrevista c¨®mo espera buscar respuestas a esas preguntas gracias al mayor acelerador de part¨ªculas del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), y con futuras m¨¢quinas a¨²n m¨¢s potentes.

Pregunta. ?Por qu¨¦ es necesario construir aceleradores de part¨ªculas cada vez m¨¢s grandes para entender mejor el universo?

Respuesta. Volviendo a las preguntas del cuadro de Gauguin. ?Qu¨¦ somos? Es la estructura de la materia. ?De d¨®nde venimos? ?Qu¨¦ pas¨® al inicio del universo? Con el acelerador hacemos choques de part¨ªculas a muy altas energ¨ªas. Estos choques son como los que hab¨ªa en el universo muy joven, cuando ten¨ªa una edad de menos de un microsegundo. Y as¨ª podemos aprender las leyes del universo.

P. ?Y qu¨¦ ser¨¢ especial en este nuevo arranque del LHC?

R. Este a?o vamos a hacer colisiones con energ¨ªas dos veces mayores que en el pasado y as¨ª tendremos posibilidades de crear part¨ªculas m¨¢s pesadas. El bos¨®n de Higgs no es tan pesado y tal vez con una energ¨ªa m¨¢s alta podremos descubrir otras part¨ªculas todav¨ªa m¨¢s pesadas.

P. ?Cu¨¢les de ellas pueden ser nuevas?

R. Un problema que me interesa mucho es la materia oscura. Sabemos que en el universo hay seis veces m¨¢s materia invisible que visible. Los f¨ªsicos te¨®ricos tenemos una teor¨ªa de la materia visible, se llama el modelo est¨¢ndar. Con el descubrimiento del bos¨®n de Higgs descubrimos el ¨²ltimo pedazo de esta teor¨ªa. Pero sabemos que hay cosas m¨¢s all¨¢ del modelo est¨¢ndar. Por ejemplo no se puede hacer materia oscura con materia visible porque no da luz, ni interacciona con las otras part¨ªculas. Por lo que tal vez la materia oscura sea otra clase de part¨ªcula. Hay diferentes teor¨ªas sobre la naturaleza de estas part¨ªculas. Yo estoy estudiando una que se llama supersimetr¨ªa. Seg¨²n ella, por cada part¨ªcula conocida hay otra con propiedades internas id¨¦nticas, con la misma carga el¨¦ctrica, pero con un esp¨ªn diferente. El esp¨ªn es el momento angular. Es como si todas las part¨ªculas fueran bailarinas haciendo piruetas. Algunas dan vueltas muy r¨¢pido y otras m¨¢s despacio. La supersimetr¨ªa es la ¨²nica teor¨ªa que podr¨ªa conectar las part¨ªculas que giran a velocidad diferente, es decir, con diferente esp¨ªn.

P. Ha llevado mucho tiempo descubrir el bos¨®n de Higgs tras ser teorizado en 1964 ?Cu¨¢nto cree que se puede tardar en alcanzar esos nuevos campos de la supersimetr¨ªa y la materia oscura?

Tal vez podamos ver materia oscura o incluso agujeros negros, estamos en tierra inc¨®gnita

R. Qui¨¦n sabe. Sabemos que con las energ¨ªas m¨¢s altas podremos estudiar m¨¢s en detalle el bos¨®n de Higgs. Y averiguar si es verdaderamente el bos¨®n de Higgs del modelo est¨¢ndar u otra cosa. Hay teor¨ªas que dicen que es una part¨ªcula compuesta de part¨ªculas elementales y estamos haciendo estudios sobre eso. Los estudios del bos¨®n son la parte garantizada en esta ronda de experimentos. Tal vez podamos ver tambi¨¦n materia oscura o incluso agujeros negros, estamos en tierra inc¨®gnita

P. ?Agujeros negros?

R. Seg¨²n algunas teor¨ªas, s¨ª. M¨¢s all¨¢ de las tres dimensiones espaciales que conocemos tal vez haya m¨¢s dimensiones, pero muy chiquitas. Algunas de estas teor¨ªas dicen que la gravedad se vuelve fuerte con las energ¨ªas de las part¨ªculas en el LHC. Seg¨²n ellas se podr¨ªan juntar dos quarks y crear un agujero negro, muy, muy peque?o, nada que ver con los agujeros negros astrof¨ªsicos. Ser¨ªa muy interesante porque se podr¨ªa estudiar la gravedad cu¨¢ntica en el laboratorio, algo que nunca se ha podido hacer.

P. En la actualidad usted trabaja en el dise?o de los aceleradores del futuro ?C¨®mo ser¨¢n?

R. Con el descubrimiento del bos¨®n de Higgs estamos pensando qu¨¦ hacer despu¨¦s del LHC. Una posibilidad es hacer chocar electrones con antielectrones, es decir, positrones. As¨ª se pueden medir propiedades de part¨ªculas conocidas con alta precisi¨®n, pero a cambio no puedes alcanzar energ¨ªas muy altas. Otra posibilidad ser¨ªa otro colisionador de protones con m¨¢s energ¨ªa. As¨ª podr¨ªamos obtener m¨¢s part¨ªculas supersim¨¦tricas , pero tal vez las colisiones ser¨ªan menos limpias, lo que restringir¨ªa nuestras posibilidades para medir las propiedades del Higgs. Hay que hacer un equilibrio entre las dos posibilidades. En el CERN estamos considerando hacer otro t¨²nel tal vez tres veces m¨¢s grande que el del LHC. Podr¨ªa tener un acelerador de electr¨®n y positr¨®n o un acelerador de protones, ambos circulares. Estamos estudiando las posibilidades t¨¦cnicas. La semana pasada hubo una conferencia en Washington para discutir posibilidades, averiguar el progreso t¨¦cnico, etc¨¦tera. Todo el mundo pens¨® que el proyecto era un ¨¦xito, pero hay que trabajar m¨¢s para mejorar los detalles y, claro, una cuesti¨®n ser¨ªa su coste.

Hay un valor cultural en comprender mejor c¨®mo funciona el universo

P. ?Sabe m¨¢s o menos cu¨¢nto costar¨ªa?

R. No tenemos idea. Hay que pensar siempre en buscar soluciones t¨¦cnicas en el coste y estamos al principio del camino. El LHC est¨¢ un poco al oeste y al norte de Ginebra. Este nuevo acelerador tendr¨ªa un anillo de hasta 100 kil¨®metros de circunferencia y ser¨ªa mucho m¨¢s grande que todo el cant¨®n de Ginebra.

P. ?Si consiguen el dinero, cu¨¢ndo comenzar¨ªa a funcionar?

R. Qui¨¦n sabe. Los primeros estudios del LHC los hicimos en 1984, la primera conferencia sobre la f¨ªsica posible. Tal vez el futuro acelerador marchar¨ªa en 30 a?os.

P. ?C¨®mo justificar¨ªa la necesidad de construir esta m¨¢quina ante los pol¨ªticos de cada pa¨ªs, que deben dar el visto bueno?

R. No s¨¦ si tengo buenos argumentos. Pero hay argumentos que me parecen importantes. Creo que hay un valor cultural en comprender mejor c¨®mo funciona el universo, c¨®mo comenz¨® y evolucion¨®. Con la f¨ªsica de part¨ªculas estamos estudiando las leyes b¨¢sicas de la f¨ªsica. ?C¨®mo aplicar estos conocimientos despu¨¦s? No s¨¦. Pero s¨ª s¨¦ que en el pasado hubo f¨ªsicos te¨®ricos que descubrieron la antimateria, que fue descubierta a?os despu¨¦s en los rayos c¨®smicos y que ahora se utiliza para la diagnosis m¨¦dica. Cada a?o hay miles de personas que tienen una diagnosis con tomograf¨ªa por emisi¨®n de positrones o PET. Y, claro, tambi¨¦n la comunidad de f¨ªsica de part¨ªculas es una comunidad global. Tenemos m¨¢s de 10.000 f¨ªsicos de unos 100 pa¨ªses trabajando con el CERN. Esto es tambi¨¦n un experimento pol¨ªtico. Me acuerdo que hace varios a?os vino Shimon Peres, expresidente de Israel. ?l dijo que el tipo de organizaci¨®n que hicimos podr¨ªa ser un ejemplo para muchos otros campos, no solo de estudio, sino de acci¨®n humana. Por ejemplo, los estudios del clima. Hay aspectos puramente cient¨ªficos y para m¨ª ser¨ªa mucho mejor estudiarlo de forma unida y tal vez el CERN podr¨ªa ser un ejemplo.