Física de partículas y la colaboración internacional

Publicado en La Jornada en Ciencias en mayo de 2008.

Entre la cordillera del Jura y la ciudad de Ginebra, extendiéndose por ambos lados de la frontera suiza-francesa, se encuentra la Organización Europea para la Investigación Nuclear, uno de los centros de investigación científica más importantes del mundo. Por más de cincuenta años, el CERN1, como se le conoce, ha mantenido la vanguardia de la investigación de la física de partículas, estudiando la estructura e historia del universo a través de sus constituyentes más fundamentales. Sus aportaciones científicas ya han revolucionado el conocimiento colectivo de la humanidad, y a pesar de su propósito altamente especializado, su impacto sobre la vida cotidiana de millones de personas ya es considerable. Fue ahí donde, en 1990, Tim Berners-Lee y Robert Cailliau inventaron la WWW o web, confirmando su puesto como un centro de desarrollo tecnológico. El acelerador y colisionador de partículas es quizás la herramienta principal del físico de partículas. Este tipo de instrumento permite estudiar la estructura más básica de la materia a través de colisiones de partículas aceleradas a velocidades altísimas, cercanas a la velocidad máxima de la luz. La consecuencia de estas colisiones son otras partículas extraordinarias, conforme a la equivalencia descubierta por Einstein entre masa y energía y resumida por la famosa formula E=mc^2. La mayoría de los descubrimientos en el CERN se han hecho usando aparatos de este tipo y el Gran Colisionador de Hadrones o LHC2, el más nuevo colisionador en el CERN, nos llevará más allá de los limites actuales de la física experimental, permitiendo confirmar una cantidad de teorías sobre el universo actual y primordial. En unos meses, cuando la construcción del LHC termine y se ponga en marcha, el colisionador funcionará a energías comparables a la que se encontraban instantes después del Big Bang, cuando el universo comenzó. Se podrán estudiar partículas y estados de materia que hasta ahora solo existen en papel, confirmando muchos aspectos de la física teórica moderna, como el Higgs boson, la partícula responsable por toda masa en el universo, y el plasma de quarks-gluones, el estado de la materia que se cree dominaba el universo unos microsegundos después del Big Bang.

Como todo proyecto científico de este calibre, el LHC se usará para varios experimentos, algunos de los cuales coinciden en sus propósitos, permitiendo explorar fenómenos físicos equivalentes de aspectos distintos. En total habrá seis detectores de partículas y uno, nombrado ALICE3, cuenta con la participación directa de varias instituciones mexicanas, entre ellas el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, la UNAM, la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, la Universidad Autónoma de Puebla y la Universidad Autónoma de Sinaloa. Como su nombre lo indica, ALICE fue diseñado para explorar las colisiones de iones, concretamente los núcleos aislados de átomos. La contribución de las instituciones mexicanas en particular fue importante para el sistema de calibración de ALICE. Con equipo diseñado y construido en México, se podrá calibrar y alinear el detector usando rayos cósmicos de alta energía y al mismo tiempo poder estudiar estos fenómenos importantes.

La participación de instituciones mexicanas en este tipo de proyectos puede ser difícil. No siempre se puede contar con apoyo público en México equivalente al que tienen instituciones en otros países, un factor que puede motivar a individuos mexicanos a buscar apoyo más adecuado en instituciones extranjeras. Pero a pesar de todos estos retos, y en este caso, de los altos costos de vida en Ginebra, la gran motivación de los participantes mexicanos es lo que garantiza el éxito de estas colaboraciones. La cooperación internacional es de suma importancia para el avance científico, y la presencia mexicana en este tipo de proyectos es crítica para que se fomente la ciencia y tecnología a nivel nacional.

  1. CERN es la antigua abreviación en francés, cuando se llamaba el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear. 

  2. De su nombre en inglés, Large Hadron Collider. 

  3. A Large Ion Collider Experiment, Experimento de Gran Colisionador de Iones