¡°Necesitamos desesperadamente descubrir nuevas part¨ªculas¡±

?Imaginan poder encontrar en Google la respuesta a c¨®mo un peque?o efecto pudo producir el origen del cosmos? El concepto con el que trabaja el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de la Organizaci¨®n Europea para la Investigaci¨®n Nuclear (CERN) para hallar la explicaci¨®n es similar al de los motores de b¨²squeda en la red, pero, tras una d¨¦cada en marcha, la respuesta todav¨ªa se hace esperar. Uno de los cuatro grandes experimentos que alberga el anillo de 27 kil¨®metros de circunferencia del acelerador m¨¢s grande del mundo es el LHCb, especializado en estudiar los efectos indirectos de las colisiones ¨Clos choques de haces de part¨ªculas que viajan casi a la velocidad de la luz¨C, y en concreto, las part¨ªculas que contienen quarks b (de beauty, 'belleza') o quarks c (de charm, 'encanto'), constituyentes fundamentales del universo.

Aunque la?Nueva F¨ªsica no acaba de llegar, a pesar de las esperanzas creadas por el descubrimiento del bos¨®n de Higgs, el detector LHCb es el que m¨¢s sorpresas est¨¢ ofreciendo a los f¨ªsicos. Una buena muestra de la colaboraci¨®n que opera este experimento, formada por 1.200 cient¨ªficos procedentes de 72 institutos de investigaci¨®n de todo el mundo, se ha reunido esta semana en Valencia para compartir las mejoras del detector que se instalar¨¢ para aumentar su capacidad a partir de 2021 y las anomal¨ªas registradas que ponen en la pista de la existencia de nuevas part¨ªculas, cuestionando principios b¨¢sicos de la f¨ªsica. Uno de los protagonistas de este encuentro organizado por el Instituto de F¨ªsica Corpuscular (IFIC), el Centro de Excelencia Severo Ochoa del CSIC y la Universitat de Val¨¨ncia (UV) fue Giovanni Passaleva, f¨ªsico de 53 a?os, del Instituto Nacional de F¨ªsica Nuclear de Florencia, y portavoz desde hace un a?o del LHCb.

Pregunta. El encuentro de Valencia lo protagoniza la f¨ªsica del sabor. ?En qu¨¦ consiste?

Respuesta. A los f¨ªsicos nos gusta dar este tipo de nombres extra?os a las cosas, pero en realidad es algo muy simple. En la naturaleza tenemos constituyentes fundamentales, los quarks, en todas partes, por ejemplo en nuestro cuerpo, que forman los protones y neutrones, son los bloques de construcci¨®n de los ¨¢tomos. Sabemos que existen seis tipos y, al identificarlos, decimos que tienen diferente sabor para referirnos a una propiedad que no es un color, ni la carga el¨¦ctrica ni la masa, es otra cosa. Un buen s¨ªmil es el del caramelo: son seis diferentes tipos de caramelo que por el aspecto parecen el mismo pero tienen distinto sabor.

P. La f¨ªsica del sabor pretende contestar a la pregunta de por qu¨¦ la materia predomina sobre la antimateria en el universo. ?Cu¨¢ndo conoceremos la respuesta?

R. Hemos descubierto que en muchos lugares en los que los quarks entran en juego se comportan de forma diferente en la materia y en la antimateria, pero eso es algo esperado. Leemos en la teor¨ªa la extra?a capacidad de comportarse de forma diferente en la relaci¨®n quarks-antiquarks. Pero sabemos que tiene que haber algo m¨¢s que lo explique, pero esto todav¨ªa se desconoce, estamos batallando para encontrar el motivo. Todav¨ªa no tenemos una respuesta definida. La caracter¨ªstica especial de nuestro experimento es que los quarks nos dan muchas posibilidades e instrumentos que explorar con los que encontrar d¨®nde se equivoca nuestra teor¨ªa.

P. ?La Nueva F¨ªsica est¨¢ m¨¢s cerca o el modelo est¨¢ndar va para largo?

R. Esa era la idea al construir el Gran Colisionador de Hadrones, pero no se ha confirmado. La ¨²nica nueva part¨ªcula descubierta es el bos¨®n de Higgs, que es nueva porque no la hab¨ªamos visto antes pero la teor¨ªa ya dec¨ªa que estaba ah¨ª. Necesitamos desesperadamente descubrir nuevas part¨ªculas para explicar por qu¨¦ el universo est¨¢ compuesto por una peque?a cantidad de materia, la que conocemos, pero tambi¨¦n por un mont¨®n de materia oscura que no somos capaces de ver en los telescopios, pero que sabemos que modifica los movimientos de las estrellas. No estamos m¨¢s cerca de la Nueva F¨ªsica, estamos en un periodo muy extra?o en la f¨ªsica, no tenemos una gu¨ªa te¨®rica para buscar en un lugar espec¨ªfico. Pero en el LHCb estamos haciendo muchas pruebas y medidas, y pensamos que puede haber algo diferente. Hay determinadas part¨ªculas que se desintegran en part¨ªculas m¨¢s ligeras y lo hacen en procesos distintos a los te¨®ricos, aunque de momento parecen compatibles las fluctuaciones estad¨ªsticas con la teor¨ªa. Lo importante es que empezamos a ver grietas en la teor¨ªa, pero la realidad es que no est¨¢ claro d¨®nde mirar, pero eso en ciencia nos parece bonito.

La sociedad necesita fuegos artificiales todos los d¨ªas, pero la ciencia no funciona as¨ª

P. Algunos colegas se?alan que la materia oscura o la energ¨ªa oscura son entidades que hemos necesitado crear para explicar lo que todav¨ªa se desconoce pero que en el futuro puede que estas entidades no existan.

R. Hay ideas como que la materia oscura y la energ¨ªa oscura son simplemente manifestaciones de la gravedad, porque no entendemos todav¨ªa c¨®mo funciona la gravedad, pero no est¨¢n muy bien fundamentadas. Se prefiere todav¨ªa, desde el punto de vista cient¨ªfico, la idea de que esa materia est¨¢ realmente compuesta por algo que desconocemos. Esas ideas no son del todo compatibles con la observaci¨®n experimental. Es cierto que hay debate, pero lo importante es que nuestro experimento est¨¢ en la frontera de la demostraci¨®n, necesitamos tecnolog¨ªas muy avanzadas, nuevos instrumentos electr¨®nicos y de computaci¨®n, explorando aplicaciones como la inteligencia artificial, para poder saber m¨¢s. En este campo, Espa?a tiene mucho conocimiento y juega un papel muy importante con grupos de investigaci¨®n para explorar nuevas t¨¦cnicas.

P. El encuentro tambi¨¦n ha abordado las mejoras previstas para el final del a?o en el LHCb.

R. Digamos que, esencialmente, estamos 'destruyendo' nuestro experimento y estamos construyendo otro. Queremos recoger m¨¢s datos que nos lleven a la Nueva F¨ªsica. Hay mucho por descubrir, y eso implica m¨¢s informaci¨®n y m¨¢s an¨¢lisis. Tenemos que construir un nuevo detector, con un sistema completamente diferente de recogida de los datos de los aceleradores, y eso requiere mucha tecnolog¨ªa moderna de computaci¨®n. Un ejemplo es la utilizaci¨®n de videojuegos: las tarjetas gr¨¢ficas pueden ser de gran ayuda. De hecho, hay grupos de investigaci¨®n como en Santiago de Compostela que emplean estas tarjetas para hacer f¨ªsica. Nuestro desaf¨ªo es poder procesar la informaci¨®n en tiempo real: el LHC produce 40.000 gigabytes de datos por segundo, necesita mucha computaci¨®n avanzada.

La cultura cient¨ªfica dificulta el acceso a las mujeres a los puestos de responsabilidad

P. Algunas cr¨ªticas apuntan que el CERN vive un cierto periodo de estancamiento, por falta de experimentos nuevos y relevantes.

R. La sociedad necesita fuegos artificiales todos los d¨ªas, pero la ciencia no funciona as¨ª, es un trabajo muy duro, con muchas comprobaciones, errores, intentos. Desde el punto de vista de los experimentos, hay una percepci¨®n err¨®nea. Desde fuera se ve la construcci¨®n, sus costes, lo mismo de siempre. Pero los experimentos se renuevan continuamente. A la astronom¨ªa se le suele acusar de inactiva, porque sigue dedic¨¢ndose a observar las estrellas en lugar de ir a ellas. Hay mucha actividad en el CERN para construir nuevos aceleradores y detectores que permitan estudiar otras part¨ªculas como los neutrinos. Los aceleradores implican desarrollos excepcionales. El objetivo es poder disponer en el futuro de aceleradores que quepan en cualquier habitaci¨®n con la misma capacidad que el LHC, y tendr¨¢ un gran impacto: dentro de 30 o 40 a?os habr¨¢ dispositivos m¨¢s baratos y m¨¢s peque?os para tratar enfermedades como los tumores de cerebro o de ojos.

P. China ha entrado en la carrera con la apuesta de su mega acelerador. ?Lo ven como un competidor?

R. No es un competidor. China est¨¢ entusiasmada por progresar, invirtiendo mucho dinero en experimentos. Nosotros tenemos este a?o tres o cuatro grupos nuevos de China con muchos recursos. Ellos han hecho muy buenos experimentos con neutrinos, y est¨¢n planificando crear ese mega acelerador, por el momento no est¨¢ claro qu¨¦ pasar¨¢, pero se trata de una colaboraci¨®n internacional, ellos mismo no lo pueden construir, necesitan tecnolog¨ªa de todo el mundo. Est¨¢ muy bien que China quiera entrar en el juego contribuyendo al desarrollo tecnol¨®gico en investigaci¨®n.

P. ?Qu¨¦ balance hace de su primer a?o como portavoz del LHCb?

R. Es una experiencia excepcional, sobre todo desde el punto de vista humano. La colaboraci¨®n es enorme, tratando con diferentes culturas y pa¨ªses. Tambi¨¦n he aprendido la importancia de involucrar a las mujeres en nuestra investigaci¨®n. Son muy brillantes, pero todav¨ªa la cultura cient¨ªfica les dificulta el acceso a los puestos de responsabilidad. Intento que estas diferencias desaparezcan. Y tambi¨¦n nos tiene que preocupar la gente joven. Son los que tienen la sensibilidad de pensar las mejores ideas y de intentar realizarlas. Tenemos a mucha gente joven en lugares de responsabilidad para desarrollar ideas brillantes, y es deseable continuar por ese camino.