Viaje al centro del bosón

LA RAZÓN visita el CERN en medio de su «parón» energético. Tras descubrir uno de los ingredientes clave de nuestro universo, el próximo reto del Laboratorio Europeo de Física de Partículas es dar con la misteriosa y escurridiza materia oscura

La próxima vez que maldiga tras tropezar con un andamio en plena acera, piense que hasta las máquinas más complejas jamás creadas por el ser humano necesitan una puesta a punto. El andamiaje es durante estos días un elemento común en el paisaje del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) de Ginebra. El mismo escenario donde, en ese ya histórico 4 de julio de 2012, se anunció el hallazgo de «una partícula consistente» con el bosón de Higgs, responsable de dotar de masa al resto de partículas elementales. Un «pegamento» de la materia que completaría no sólo el modelo estándar de la física de partículas, sino el puzzle de todo el universo físico –incluidos nosotros mismos– y que, pese a ser predicho, nunca se había observado. Ahora bien, es hora de recargar la pila. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de partículas elementales con 27 kilómetros de circunferencia, está parado desde hace un año. ¿El motivo? Duplicar su energía de 7 a 14 TeV (teraelectronvoltios), tal como estaba planeado en sus inicios allá por 2008 y cuyo proceso se interrumpió tras problemas técnicos.

Y es cierto. Desde diciembre de 2012 no se produce en los túneles subterráneos, a 100 metros bajo tierra, ni una sola de esas 600 millones de colisiones de protones por segundo indispensables para identificar cada uno de los ingredientes de los que se compone la materia. Del mismo modo, en las salas de control de los detectores ATLAS y CMS, que fueron los que dieron con la «descendencia» del Higgs –no con el bosón propiamente dicho, pues se desintegra al instante–, se respira una atmósfera menos agitada. Pero el trabajo continúa. Así lo denota un rápido vistazo a la enorme cafetería del complejo, situado a las afueras de Ginebra y abarrotado de posgrados universitarios –muchos de ellos españoles–. Y es que puede que se diera con el famoso bosón teorizado por Peter Higgs y François Englert, recompensados este año con el Nobel de Física y el Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica –compartiendo este último con el CERN–. Sin embargo, hay tarea por delante. Los científicos todavía contrastan datos para despejar cualquier duda en torno a la existencia de la partícula. Como afirma Antonio Pich Zardoya, coordinador del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), con el bosón «no se descubrió una nueva partícula, sino una nueva fuerza». Y es que hasta ahora se conocían cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: la electromagnética, la gravitatoria, la nuclear fuerte y la nuclear débil. Ahora toca «entender y controlar» este recién descubierto «campo de Higgs». Pero también se presenta un nuevo reto por delante que dejaría pequeño el hallazgo de la llamada –algo que irrita a los científicos– «partícula divina»: la búsqueda de la materia oscura.

¿Qué se sabe hasta ahora? Poco o nada. Nuestro universo está formado por un 4% de materia visible –estrellas, planetas, etc–, un 21% de materia oscura y un 75% de energía oscura. La energía oscura, aquella que produce una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, es algo tan etéreo que parece imposible dar con evidencias. Pero la materia oscura es diferente. Tal y como operaron los detectores con el bosón, las colisiones de partículas y su cribado podrían dar con estas ansiadas partículas. Y la teoría de la supersimetría, tan acariciada por los científicos para explicar la existencia de esta matería, podría asentarse.

«La matería oscura es cinco veces mayor que la visible. Por eso, debió de tener mucha influencia en la conformación del universo. Y sabemos que está ahí, pero no dónde», explica Rolf-Dieter Heuer, director del CERN. Así, esperan «abrir una nueva ventana en el universo oscuro», añade. Y el aumento de energía que se obtendrá dentro de año y medio será una de las grandes bazas.

Como dice Jesús Puerta, físico de partículas del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat) y que trabaja en el CMS, la teoría de la supersimetría –conocida como SUSY– aportaría los «candidatos a ser partículas de materia oscura». Según la teoría, cada partícula de nuestro modelo estándar tendría su «hermana», de la cual surgiría una nueva «familia» de partículas nunca vista. De ahí «puede surgir una partícula ligera, estable y masiva que no interacciona electromagnéticamente, y que es lo que buscamos». Isidro González Caballero, del Grupo de Altas Energías de Física Experimental de la Universidad de Oviedo, señala las candidatas: las llamadas WIMP –partículas masivas que interactúan débilmente– y los conocidos en tono de broma como MACHO –en contraste con «wimp», que en inglés significa «enclenque»–.

El día en que den con ella, muchos preguntarán, como el pasado año, sobre sus aplicaciones. Desde el CERN no sólo recuerdan la importancia que ha tenido su tecnología a la hora de desarrollar las terapias con haces de hadrones y las Tomografías por Emisión de Positrones (TEP), que tan buenos resultados dan en la lucha contra el cáncer. Puerta rescata una anécdota histórica: «Cuando Faraday descubrió la inducción electromagnética, el ministro de Economía le preguntó para qué servía. Y Faraday dijo: ''No tengo una respuesta, pero estoy seguro de que usted acabará cobrando impuestos por ello''». Y es que «todas las aplicaciones de ciencia básica acaban llegando a la sociedad, aunque nosotros no lleguemos a verlo».

Españoles en el CERN

Rebeca González. Analista de datos del experimento CMS

«Entre nosotros hablamos de todo menos de física»

Su trabajo le apasiona tanto que Rebeca, asturiana de 32 años, no puede determinar cuántas horas al día dedica a analizar los datos que aún quedan pendientes del experimento CMS. Lleva once meses, de forma alterna, colaborando con esta institución, aunque está instalada en Ginebra desde 2008. Tiene una beca posdoctoral de la Universidad de Nebraska. Y el ambiente entre los investigadores es inmejorable, aunque «entre nosotros hablamos de todo menos de física». Se ríe mientras lo comenta, pero para preservar la validez de las pruebas es mejor que no compartan datos. «El descubrimiento del bosón de Higgs lo viví aquí, lo sabía dos semanas antes de su anuncio. Ese día, a pesar de ir dos horas antes, no pude entrar en el auditorio. Muchos habían pasado allí la noche». Pero buscar el origen de la materia no lo es todo. ¿Cómo se divierten los físicos? La inmensa mayoría opta por esquiar o, como Rebeca, hacer «trekking». Otros, participan en una liga de fútbol 7.

El detalle

LA RAZÓN SE LEE EN EL CERN

Antes de visitar el CERN, LA RAZÓN ya estaba presente: una portada del hallazgo del Higgs acompañaba al resto de recortes aportados por los investigadores.