Jos¨¦ Miguel Jim¨¦nez, jefe de Tecnolog¨ªa del CERN: ¡°Los grandes instrumentos cient¨ªficos necesitan el vac¨ªo, la nada, para aislar ese algo que queremos mirar¡±

Cuando ¨¦l solo ten¨ªa 14 meses de vida, los padres de Jos¨¦ Miguel Jim¨¦nez Carvajal (cooperante ¨¦l, profesora ella) se fueron a vivir a ?frica con su beb¨¦. Con una infancia que ¨¦l define ¡°a lo Tarz¨¢n¡±, Jim¨¦nez Carvajal se educ¨® en colegios franceses de ?frica y luego en la universidad francesa. A los 26 entr¨® en el CERN, donde empez¨® a trabajar como miembro del grupo de vac¨ªo a cargo de la mejora del LEP, el gran colisionador de protones y electrones. Dos d¨¦cadas despu¨¦s, este doctor en F¨ªsica Aplicada y F¨ªsica de Superficie se convirti¨® en jefe del Departamento de Tecnolog¨ªa, con 600 personas. Jim¨¦nez (Atarfe, Granada, 54 a?os), es responsable de toda la maquinaria del CERN, lo que incluye el correcto funcionamiento y la seguridad del LHC, el gran colisionador de hadrones de 27 kil¨®metros de recorrido circular. Con casi 30 a?os en la instituci¨®n, conoce el CERN como pocos y por eso, repasar su trabajo es conocer las interioridades del centro investigador. Hace unas semanas estuvo en Granada para recoger un premio y dar una charla en el Festival Gravite, aunque atiende a EL PA?S d¨ªas despu¨¦s por videoconferencia desde Ginebra. El 22 de marzo recibi¨® la Cruz de la Orden de Isabel la Cat¨®lica en la Representaci¨®n espa?ola ante Naciones Unidas y organismos internacionales.

Pregunta. Hace unos d¨ªas ofreci¨® una charla sobre el vac¨ªo en el festival Gravite, el ¨¢rea en la que usted comenz¨®. ?Por qu¨¦ es importante el vac¨ªo?

Respuesta. El vac¨ªo es un concepto fascinante. Es una de esas tecnolog¨ªas de la f¨ªsica que est¨¢ en el coraz¨®n de cualquier instrumento cient¨ªfico porque, para cualquier experimento con part¨ªculas viajando, el vac¨ªo es fundamental para evitar interacciones residuales de esas part¨ªculas con otras mol¨¦culas. En condiciones normales, un prot¨®n o electr¨®n no viajar¨¢ m¨¢s de unas micras sin colisionar con algo. Frente a esas micras, la especificaci¨®n del LHC es que los protones tienen que viajar a la velocidad de la luz durante 1.000 horas sin colisionar. Eso nos obliga a buscar el vac¨ªo reduciendo la presi¨®n 15 ¨®rdenes de magnitud por debajo de la presi¨®n atmosf¨¦rica. Sin vac¨ªo no funcionar¨ªan los colisionadores, ni las infraestructuras de ¨®rbitas gravitacionales, ni el detector antimateria AMS, instalado en la Estaci¨®n Internacional, por citar algunos. Los grandes instrumentos cient¨ªficos necesitan el vac¨ªo. Necesitamos la nada para aislar ese algo que queremos mirar.

P. ?C¨®mo lleg¨® usted al CERN?

R. Nac¨ª en Atarfe y mi padre se fue de cooperante a ?frica cuando yo ten¨ªa unos meses. Con poco m¨¢s de un a?o dej¨¦ Granada y me fui a ?frica con la familia. Tuve una infancia muy interesante. Aprend¨ª espa?ol con mi madre, que era profesora. Luego, estudi¨¦ en una Grand Ecole [Gran Escuela, universidades francesas de muy alto nivel] e hice el doctorado en el comisariado de la Energ¨ªa At¨®mica de Par¨ªs. Estaba en la empresa privada cuando hice una presentaci¨®n en una convenci¨®n de aceleradores en Estados Unidos, alguien del CERN se me acerc¨® y me ofreci¨® irme ah¨ª. Era el 1994 y sigo muy feliz.

P. No siempre fue jefe. ?Cu¨¢l fue su primera funci¨®n?

R. Todos entramos de ingenieros en una operaci¨®n concreta. En mi caso, en el grupo de vac¨ªo. Estuve as¨ª durante casi 15 a?os y particip¨¦ en la mejora de energ¨ªa del LEP, el gran colisionador de electrones y positrones. Cuando lo paramos en el 2000, particip¨¦ en la construcci¨®n e instalaci¨®n de su sucesor, el LHC, ya como jefe de secci¨®n con un equipo de 20 o 30 personas. En 2008 me nombraron jefe de grupo, a cargo de 80 personas y desde 2014 soy jefe del Departamento de Tecnolog¨ªa del CERN, que opera en todas las infraestructuras y tecnolog¨ªas del centro. Es un departamento s¨®lido, con unos 600 profesionales y un presupuesto anual de operaci¨®n y proyecto de algo m¨¢s de 100 millones de euros.

P. ?Qu¨¦ responsabilidad tiene el departamento de Tecnolog¨ªa en el CERN?

R. Seguridad, mantenimiento, mejoras, nuevos proyectos¡­ En todo eso estamos. La seguridad de los equipos es muy importante. Un ejemplo: el haz de protones es un tren de 2.800 paquetes y cada paquete tiene una densidad de protones de 1,2 a 1,7 por 10 11 por paquete. Esa energ¨ªa es equivalente a la que puede derretir 700 kilos de cobre en un impacto. Otra analog¨ªa, que me gusta menos, es que un haz tiene la energ¨ªa equivalente a 10 kilos de nitroglicerina. Por tanto, tenemos que asegurarnos de que el haz viaja por donde tiene que viajar. Si aparece cualquier disfunci¨®n, tenemos que sacarlo en tres vueltas, que son 330 microsegundos. En ese tiempo, tenemos que detectar la anomal¨ªa y sacar el haz de la m¨¢quina para mantener el control total. Se puede imaginar la cantidad de sistemas autom¨¢ticos que tenemos para analizar y resolver. Esa, entre otras, es una de nuestras responsabilidades, la seguridad.

P. Tres vueltas de 27 kil¨®metros son 81 kil¨®metros recorridos en 330 microsegundos. Cifras dif¨ªciles de imaginar.

R. S¨ª, casi la velocidad de la luz. Otra magnitud interesante es la de los imanes superconductores del LHC. Son acumuladores de energ¨ªa que, al no ofrecer ninguna resistencia, llegan a sumar una corriente equivalente a las de un Airbus 380 volando a 700 kil¨®metros por hora. Si hubiera un cortocircuito en alg¨²n punto de los 27 kil¨®metros, tenemos que extraer esa energ¨ªa en menos de 20 segundos. Es como coger ese Airb¨²s y aterrizarlo de golpe en la pista de aterrizaje de un portaviones. Esos sistemas de protecci¨®n tambi¨¦n son nuestra competencia.

P. ?C¨®mo se compatibiliza investigaci¨®n, mantenimiento y mejoras en el LHC?

R. Tenemos ocho o nueve meses de operaci¨®n cada a?o y paramos en invierno por dos razones: la primera es el coste de la energ¨ªa. En invierno hace fr¨ªo en esta zona [El CERN est¨¢ situado en la zona lim¨ªtrofe entre Francia y Suiza, en ambos pa¨ªses], la energ¨ªa se dispara y su coste es muy elevado. En segundo lugar, hemos de parar para hacer mantenimientos de seguridad, otra de nuestras responsabilidades. Hacemos revisiones como en cualquier edificio: tenemos un t¨²nel a 100 metros bajo tierra y cada a?o hay que hacer la revisi¨®n y mantenimiento de los ascensores que bajan a la gente hasta all¨ª. Lo mismo con los sistemas de detecci¨®n antiincendios, con los compresores de la criogenia o todo lo relativo a seguridad de las instalaciones. Por ejemplo, los sistemas de ventilaci¨®n son importantes porque han de renovar 36.000 metros c¨²bicos de aire por hora. Y junto a estas operaciones estandard, cada cuatro o cinco a?os hacemos una parada m¨¢s importante donde recalentamos parte o todo el LHC y hacemos las mejoras que est¨¢n planificadas. Intervenir en los imanes es ya, m¨ªnimo, una parada de dos a?os que nos obliga a recalentar 35.000 toneladas de imanes superconductores y eso necesita tiempo y un presupuesto elevado.

P. ?Cu¨¢l es el rango de temperatura de los grandes imanes del LHC en operaci¨®n o en mantenimiento?

R. Los imanes operan a 1¡ä9 grados Kelvin que son -271,25 grados Celsius, la temperatura del helio superfluido. Para mantenimiento y mejoras los necesitamos a 20 grados Celsius. Subirlos de esos -271 a los 20 requiere casi tres semanas. Y ya que hablamos de coste de la energ¨ªa, los imanes superconductores se utilizaron en el LHC justamente para poder incrementar el campo magn¨¦tico y, sobre todo, reducir el coste energ¨¦tico de la m¨¢quina. El LHC consumen un poco menos que lo que consum¨ªa el LEP, ofreciendo unos rendimientos mucho m¨¢s elevados.

P. Curioso que una instalaci¨®n como el CERN no sea ajena al precio de la energ¨ªa.

R. Para nada. En tiempos normales ten¨ªamos una factura anual el¨¦ctrica de algo m¨¢s de 60 millones de euros. Podemos imaginar de qu¨¦ cantidad estamos hablando ahora, sabiendo c¨®mo se ha incrementado. Al ser una infraestructura considerada estrat¨¦gica para la ciencia francesa, que es el pa¨ªs que alberga casi la totalidad del LHC, tenemos un tratamiento favorable pero aun as¨ª es un problema, un desatino.

P. El descubrimiento del bos¨®n de Higgs fue quiz¨¢ su momento m¨¢s medi¨¢tico, ?qu¨¦ ser¨¢ lo siguiente?

R. El bos¨®n fue un momento realmente [duda, sonr¨ªe y busca la palabra con cuidado] peculiar para nuestra comunidad. Sin duda, confirm¨® el modelo de la teor¨ªa de la relatividad est¨¢ndar como modelo de referencia. Algunos piensan, no obstante, que de no haberlo encontrado tendr¨ªamos m¨¢s perspectivas en la f¨ªsica porque se habr¨ªan abierto puertas diferentes. En fin, no soy experto en f¨ªsica de part¨ªculas pero creo que en el modelo estandar a¨²n quedan muchos fundamentos de la teor¨ªa que comprobar. Por ejemplo, si el bos¨®n de Higgs es una part¨ªcula ¨²nica o tiene variaciones. S¨¦ que mis compa?eros f¨ªsicos est¨¢n intentando aprovechar la mejora de los detectores que se har¨¢ del 2026 al 2028 para abrir la capacidad de detecci¨®n de nuestra tecnolog¨ªa y mirar cosas que a¨²n no estamos mirando con mucha precisi¨®n. Hablo de la materia oscura, la simetr¨ªa entre materia y antimateria, etc. Por otro lado, y visto desde fuera de la comunidad y los especialistas te¨®ricos, me parece que ser¨¢ un paso fundamental que todas esas comunidades empiecen a trabajar cada vez m¨¢s juntos: la cosmolog¨ªa, las ondas gravitacionales, la f¨ªsica de altas energ¨ªas multiplicar¨¢n sus resultados si suman esfuerzos.

Ahora estamos muy implicados en las tecnolog¨ªas de la High Luminosity LHC, el siguiente paso del LHC. Como siempre sucede con los grandes instrumentos cient¨ªficos, despu¨¦s de m¨¢s de 10 a?os de operaci¨®n, necesita unas mejoras para incrementar sus capacidades. Por un lado, el acelerador generar¨¢ m¨¢s luminosidad, es decir, m¨¢s cantidad de colisiones en los experimentos y, por otro, mejoraremos las capacidades de detecci¨®n de los eventos de f¨ªsica en los detectores. Este proyecto de alta luminosidad supondr¨¢ reemplazar dos kil¨®metros actuales del LHC por otros dos de nueva generaci¨®n as¨ª como una renovaci¨®n completa de los detectores de part¨ªculas ATLAS y CMS, dos de los nueve que forman parte del LHC.

P. Conocemos el CERN como una infraestructura ultramoderna en busca de los principios b¨¢sicos de la materia pero ?no es realmente una instituci¨®n nacida poco despu¨¦s de la II Guerra Mundial?

R. As¨ª es. Se cre¨® en 1954, bajo el paraguas de la Unesco con dos objetivos principales. El primero, evitar que los cient¨ªficos europeos se fueran a Estados Unidos, que era la trayectoria habitual para la mayor¨ªa, o al bloque del este, donde tambi¨¦n se iban. La segunda ambici¨®n, tal vez la m¨¢s noble, fue crear un espacio donde todos los cient¨ªficos europeos colaboraran con un objetivo com¨²n. Una especie de Erasmus de postguerra. Se trataba de poner los mecanismos para que f¨ªsicos de diferentes universidades pudiesen hablar, trabajar y tambi¨¦n medirse. No nos vamos a mentir, estimulamos muchos la ¡°copetici¨®n¡±, una contracci¨®n entre colaboraci¨®n y competici¨®n. Desde entonces se ha ido ampliando con diferentes pa¨ªses y es uno de los pocos organismos intergubernamentales que existen. El CERN pertenece a sus pa¨ªses miembros, 23, uno de ellos Espa?a, m¨¢s los estados asociados.

P. El objetivo central del CERN es f¨ªsica fundamental de part¨ªculas. Pero no todo es colisionar protones. Tambi¨¦n se dedican a la f¨ªsica m¨¦dica, electr¨®nica e inform¨¢tica.

R. El CERN tiene dos modos de trabajo. En primer lugar, las operaciones propias de la instituci¨®n, donde la mayor¨ªa de lo que hacemos es operar los aceleradores y los detectores [nueve experimentos/infraestructuras que analizan las part¨ªculas resultantes de las colisiones] y, sobre todo, desarrollar tecnolog¨ªas. Eso ocupa a m¨¢s de la mitad de las 3.000 personas que tenemos. La segunda, es acoger a cient¨ªficos de todo el mundo que utilizan las infraestructuras y operan los detectores. Nuestra tarea es garantizar la disponibilidad de las infraestructuras y son los usuarios de fuera quienes realmente hacen la f¨ªsica. Nosotros somos propietarios de los medios y los proveedores del haz y de colisiones y ellos las utilizan. Se puede visualizar en que nosotros tenemos en nuestro personal menos de 50 f¨ªsicos te¨®ricos. En cambio, tenemos una masa cr¨ªtica que nos permite desarrollar aplicaciones y tecnolog¨ªas que, efectivamente, son luego aplicables para otras ¨¢reas, sean m¨¦dicas, electr¨®nicas, etc. Por ejemplo, tenemos una l¨ªnea muy interesante para el tratamiento de c¨¢ncer, una l¨ªnea que usa nuevos tipos de radiois¨®topos que permiten combinar la imagen con un tratamiento local por radiaciones. La tecnolog¨ªa nos permite inyectar el l¨ªquido radioactivo exactamente en el punto del tumor que buscamos gracias a la fluorescencia y energ¨ªa del radiois¨®topo. La luz que desprende nos permite saber exactamente d¨®nde se est¨¢ depositando el tratamiento y en qu¨¦ cantidad. Esas cosas son, claramente, las spin offs, los desarrollos un poco m¨¢s visibles como en su momento fue la web.

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