¡°Es muy preocupante que no sepamos lo que es la energ¨ªa oscura¡±

El CERN es un lugar dedicado a actividades incomprensibles para la mayor parte de la gente, pero lo que sucede en sus instalaciones a las afueras de Ginebra lleva d¨¦cadas excitando la imaginaci¨®n del gran p¨²blico, aunque a veces sea por interpretaciones estramb¨®ticas de lo que es la f¨ªsica de part¨ªculas. Hace diez a?os, llam¨® la atenci¨®n en todo el mundo despu¨¦s de que se corriese el rumor de que su gran acelerador de part¨ªculas, el LHC, pod¨ªa crear un agujero negro capaz de devorar el planeta. En el mismo esp¨ªritu apocal¨ªptico, la pel¨ªcula ?ngeles y Demonios mostraba como un grupo maligno volaba el Vaticano con antimateria producida en el CERN.

M¨¢s all¨¢ de las an¨¦cdotas, el laboratorio europeo de f¨ªsica de part¨ªculas ha revolucionado nuestra comprensi¨®n de la materia durante d¨¦cadas. Su ¨²ltimo gran hito fue el descubrimiento del bos¨®n de Higgs, una part¨ªcula que explica por qu¨¦ las dem¨¢s, las que nos componen a nosotros, al dispositivo en que est¨¢ leyendo este art¨ªculo o las estrellas, tienen masa. El logro fue reconocido con el Nobel en 2013, uno m¨¢s de una larga lista para trabajos de la instituci¨®n.

Desde aquel hallazgo, el LHC ha seguido haciendo chocar protones en busca de nuevos fen¨®menos que mejoren nuestra comprensi¨®n del universo, pero el siguiente gran descubrimiento se resiste. Mar Cape¨¢ns (Santiago de Compostela, 1967), jefa del Grupo de Gesti¨®n de Proyectos del departamento de Tecnolog¨ªa del CERN, explica que aunque el trabajo no sea tan vistoso, siguen haciendo un trabajo necesario, analizando los datos con rigor para saber bien c¨®mo encaja el bos¨®n en el Modelo Est¨¢ndar (ME), el modelo te¨®rico que explica con gran precisi¨®n el 5% del cosmos. ¡°Ahora tenemos que ir m¨¢s all¨¢, seguir indagando en misterios como la materia oscura, que compone el 25% del universo¡±, apunta Cape¨¢ns, que esta semana ha estado en Madrid invitada por la Fundaci¨®n BBVA para hablar dentro del ciclo de conferencias La dimensi¨®n tecnol¨®gica y globalizada de la ciencia.

Si Espa?a no hace un esfuerzo adicional para volver a su lugar en el CERN, arrastraremos el retraso durante muchos a?os

Pregunta. Una de las esperanzas del CERN en los descubrimientos del LHC m¨¢s all¨¢ del higgs era la supersimetr¨ªa, que permitir¨ªa superar el ME y abrir las posibilidades a nuevos descubrimientos, pero por el momento no se ha conseguido nada. ?Descartan que est¨¦ al alcance de este acelerador?

Respuesta. No. Una de las part¨ªculas m¨¢s ligeras de la supersimetr¨ªa puede estar al alcance del LHC. Es una cuesti¨®n de esperar y buscar bien. Tenemos que seguir analizando los datos y creo que la estrategia de ir mejorando los detectores y el acelerador ayuda en esa b¨²squeda.

P. ?Qu¨¦ se puede averiguar con el LHC sobre la materia oscura?

R. La materia oscura tiene que ver con la supersimetr¨ªa. Las part¨ªculas supersim¨¦tricas son candidatas a explicar la materia oscura y la estrategia es la misma. Se trata de buscar la evidencia experimental de una part¨ªcula que podamos catalogar como supersim¨¦trica y que nos indicar¨ªa que la supersimetr¨ªa tiene aspectos v¨¢lidos para entender el universo. Uno de ellos ser¨ªa la materia oscura.

P. La energ¨ªa oscura quiz¨¢ es un problema m¨¢s complicado.

R. Es muy preocupante que no sepamos lo que es la energ¨ªa oscura, pero yo lo tomo m¨¢s como un problema de la astrof¨ªsica o la cosmolog¨ªa. En el CERN somos especialistas en materia. Dame una part¨ªcula y s¨¦ qu¨¦ infraestructura tengo que dise?ar y construir para aprender sobre ella. La energ¨ªa es un dominio en el que quiz¨¢ sean m¨¢s ¨²tiles los telescopios o las misiones espaciales.

P. ?El estudio de las part¨ªculas puede ayudar a resolver problemas hist¨®ricos como la unificaci¨®n de todas las fuerzas conocidas del universo?

El CERN ha estado involucrado en el desarrollo de instalaciones para tratar mejor el c¨¢ncer

R. El problema de la unificaci¨®n de fuerzas es que nos saca del ME, porque no incluye la gravedad. Cuando incluimos la gravedad, hablamos de procesos a los que quiz¨¢ solo tengamos acceso mirando al universo. Hoy en d¨ªa no tenemos a nuestro alcance las herramientas que nos permitan incluir la gravedad para estudiarla en un acelerador. En el mundo min¨²sculo de las part¨ªculas la gravedad es ¨ªnfima.

P. ?Qu¨¦ tipo de m¨¢quinas m¨¢s all¨¢ del LHC har¨ªa posible tener la energ¨ªa para poner a prueba teor¨ªas que incluyesen todas las fuerzas?

R. Se puede so?ar, pero todos los sue?os tienen un coste en tecnolog¨ªa y econ¨®mico. Hoy en el CERN se est¨¢n evaluando dos opciones claras para despu¨¦s del LHC. Una ser¨ªa un acelerador lineal. Son m¨¢quinas de precisi¨®n, como una radio, puedes ponerlos en la energ¨ªa que tu quieras y quedarte en esa energ¨ªa y estudiar un proceso con una precisi¨®n incre¨ªble, porque el ruido que tienes es menor que con una m¨¢quina como el LHC. Esa es una de las grandes opciones y tecnol¨®gicamente est¨¢ muy desarrollada. Y tambi¨¦n estamos trabajando en la opci¨®n de un acelerador circular de 100 kil¨®metros de circunferencia que tendr¨ªa una energ¨ªa de 100 TeV. ?Por qu¨¦? Porque hay limitaciones tecnol¨®gicas. Me puedo imaginar un acelerador cien veces m¨¢s potente que el LHC [funciona a una energ¨ªa de 14 TeV], pero tengo que fabricar los imanes que tengan un coste razonable, que se puedan transportar, instalar, controlar... y creemos que a nivel tecnol¨®gico en 20 o 25 a?os podr¨ªamos llegar a producir en serie de forma industrial los imanes que permitir¨ªan tener esa m¨¢quina de 100 TeV en funcionamiento.

Creo que tambi¨¦n nos hace falta pensar diferente, no hacer solo un escalado de las tecnolog¨ªas que tenemos. Quiz¨¢ nos tengamos que plantear que el universo es un acelerador de part¨ªculas y tenemos que pensar no en un acelerador a 100 metros bajo tierra sino uno a 100.000 kil¨®metros en el espacio. Tiene que favorecerse esa forma de pensar en tecnolog¨ªas rompedoras y en combinar nuestro conocimiento con el de otras ¨¢reas de la ciencia como la astrof¨ªsica, la cosmolog¨ªa o la exploraci¨®n espacial.

P. ?Qu¨¦ significa ir m¨¢s all¨¢ del ME?

R. El ME es una preciosidad. Tiene una estructura muy clara. Un n¨²mero de part¨ªculas divididas en tres familias que se desintegran una despu¨¦s de la otra de un modo que conocemos perfectamente. Tenemos modelos que nos explican c¨®mo las part¨ªculas adquieren masa, por qu¨¦ un prot¨®n tiene esta y el electr¨®n la otra y adem¨¢s, c¨®mo las cuatro fuerzas fundamentales hacen que esto funcione. Ir m¨¢s all¨¢, ser¨ªa poder probar teor¨ªas como la de cuerdas, la supersimetr¨ªa, la de cinco dimensiones, que son compatibles con el ME, pero se mueven en el espacio tiempo m¨¢s cerca del Big Bang.

En los aceleradores podemos reproducir el universo del pasado. Vamos hacia atr¨¢s en el tiempo, y yendo a energ¨ªas m¨¢s altas, todo lo que hoy nos parece un caos tiene un orden perfecto. Hoy tenemos cuatro fuerzas. Tenemos una teor¨ªa que incluye la fuerza d¨¦bil, la fuerte y la electromagn¨¦tica. Es l¨®gico pensar que si seguimos a energ¨ªas alt¨ªsimas, probablemente podamos tener una teor¨ªa en la que la gravedad tambi¨¦n est¨¦ incluida. Es intuitivo, aunque habr¨¢ que ver si es verdad.

Tenemos que pensar no en un acelerador a 100 metros bajo tierra sino uno a 100.000 kil¨®metros en el espacio

P. ?Qu¨¦ significar¨ªa conseguir esa comprensi¨®n de las fuerzas unificadas?

R. A m¨ª eso me parece la belleza absoluta. C¨®mo una cosa tan compleja, una teor¨ªa que pueda explicar desde las galaxias, que tienen dimensiones de 10²⁵ metros hasta un quark, que tiene una dimensi¨®n de 10^-15 metros y la explica la misma teor¨ªa. Eso es una preciosidad.

P. Todas estas b¨²squedas se centran en la ciencia m¨¢s b¨¢sica, pero del CERN tambi¨¦n han surgido inventos que han cambiado nuestra vida, como internet.

R. Yo como trabajadora del CERN veo de una forma muy natural el impacto de lo que hacemos en la sociedad. Y no a largo plazo. Yo lo veo desde hoy. No sabemos qu¨¦ impacto va a tener el higgs en nuestra vida diaria, pero s¨ª puedo ver que toda la tecnolog¨ªa que hemos desarrollado para detectar el bos¨®n de Higgs tiene un impacto hoy en d¨ªa. Lo hemos hablado con la web, pero tambi¨¦n est¨¢ en la idea de trabajar en la nube, que es una de las grandes apuestas del CERN, no solo para compartir informaci¨®n sino tambi¨¦n capacidad de computaci¨®n. Cuando vamos a un hospital y nos hacen una imagen m¨¦dica, antes nos llevar¨ªa media hora y ahora se hace en diez minutos. Eso es gracias a los detectores y los imanes que se construyen en el CERN. Hay varias instalaciones europeas hoy que se basan en la terapia de protones y es una gran novedad que permite tratar algunos tumores en partes del cuerpo muy dif¨ªciles o en ni?os peque?os. Y esto se debe simplemente a que hay un proceso f¨ªsico que nos dice que los protones en vez de ir entregando su energia a trav¨¦s de toda la materia por la que pasan, se van a localizar justo en el punto donde tienes el tumor. El CERN ha estado metido en el desarrollo de varias de esas instalaciones.

P. Pero pese a todos estos avances, no parece que vayan a ser tan revolucionarios como los que permiti¨® la f¨ªsica del siglo XIX, que proporcion¨® herramientas para aprovechar la energ¨ªa el¨¦ctrica o la nuclear.

R. Mi percepci¨®n es que el nivel de integraci¨®n de la tecnolog¨ªa en la sociedad en aquellos momentos era much¨ªsimo menor que hoy en d¨ªa. Hoy la tecnolog¨ªa es una parte integrante de nuestra vida as¨ª que estamos tan acostumbrados a ver esos cambios tan r¨¢pidos, que es muy dif¨ªcil identificar muchos cambios fundamentales. Por ejemplo, los robots y su interacci¨®n con los humanos va a definir nuestra vida en el futuro. Hoy en d¨ªa no creemos que esos robots son como la bomba at¨®mica lo fue en su d¨ªa, pero porque estamos acostumbrados desde hace d¨¦cadas a hablar de robots. Toda esa parte cultural ya la tenemos integrada en nuestra manera de vivir y por lo tanto percibimos los cambios de manera m¨¢s suave.

P. ?Cu¨¢l es la situaci¨®n actual de la cooperaci¨®n de Espa?a con el CERN?

R. A nivel institucional, las relaciones entre Espa?a y el CERN son excelentes. De hecho, es un pa¨ªs que lleva los pagos al d¨ªa. La contribuci¨®n del 2018 est¨¢ pagada en su totalidad. Creo que el problema m¨¢s complicado es el de la comunidad cient¨ªfica espa?ola y como usuarios del CERN. No somos los ¨²nicos. Los pa¨ªses que han sufrido m¨¢s por la crisis econ¨®mica, como Italia o Grecia, ha notado un impacto brutal en la ciencia. Tenemos un problema porque el CERN es una organizaci¨®n que se mueve en plazos muy bien definidos y con programas de trabajo muy estructurados. Un baj¨®n de la presencia espa?ola en esos proyectos en el momento en que se toman decisiones como qu¨¦ detectores se construyen o c¨®mo se reparte el trabajo entre los distintos institutos que colaboran en un experimento, si no est¨¢s en el momento adecuado, pierdes el tren. Y eso ya nos ha pasado en Espa?a.

Yo veo la situaci¨®n con much¨ªsima preocupaci¨®n, porque Espa?a era uno de los pa¨ªses que ten¨ªa una tradici¨®n importante en f¨ªsica de part¨ªculas y estamos en un momento en que habr¨¢ que hacer un esfuerzo adicional para volver a estar ah¨ª. Si no es as¨ª, arrastraremos el retraso durante muchos a?os.