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lunes, 16 de marzo de 2015

LUIS ÁLVAREZ-GAUMÉ | FÍSICO DEL CERN. Supersimetría, antimateria o un universo "metaestable" que desaparecería de golpe son algunas de las posibilidades teóricas que podría confirmar el mayor acelerador de partículas del mundo, el LHC, explica este físico español

En 1978, después de acabar la carrera de Física y la mili, Luis Álvarez-Gaumé se fue a hacer el doctorado a Nueva York. Nunca volvió a trabajar en España. La mayor parte de la carrera de este físico teórico ha transcurrido en el laboratorio europeo de física de partículas CERN, donde trabaja desde 1988 y es ya parte del mobiliario local, como él mismo explica. En el subsuelo de esta instalación en las afueras de Ginebra (Suiza) se ultiman los detalles para encender de nuevo el mayor acelerador de partículas del mundo. La última vez que lo pusieron en marcha se descubrió el bosón de Higgs. Ahora alcanzará el doble de potencia y nadie sabe qué puede hallarse. En una entrevista hecha hace unos días en su despacho del CERN, Álvarez-Gaumé (Madrid, 1955) explicaba a Materia que es posible descubrir la supersimetría o materia oscura, hallazgos mucho más importantes y esenciales para explicar ese 95% del universo del que todavía no se sabe nada.

Álvarez-Gaumé también estaba entre más de un centenar de científicos expatriados que hace unos meses clamaron no ser una leyenda urbana tras unas polémicas declaraciones del presidente del CSICCon la distancia de llevar trabajando décadas fuera de España, el físico repasa la política del CERN, una gran organización internacional con más de 2.500 empleados, y el papel deficitario que, en su opinión, está jugando nuestro país en ella.

Pregunta. ¿El LHC va a cruzar una frontera hacia lo desconocido?
Respuesta. Ciertamente. Una de las cosas que va a hacer es física fina del Higgs. Si hay discrepancias en las formas en las que se desintegra, es una manera de saber que hay física nueva. Una cosa divertida es que si no hay nada más allá del modelo estándar y el Higgs, el universo sería metaestable. El estado fundamental o el vacío en el que vivimos no sería estable sino metaestable, es decir, que podría producirse una especie de burbuja o una hernia y nuestro universo desaparecería. Ahora todo indica que el universo está muy cerca del precipicio, es como si se fuera a evaporar. Es lo que parece que dicen los datos y es uno de los descubrimientos más interesantes del LHC.

P. ¿Qué pasaría entonces con la energía y la materia oscura?
R. Desaparecerían. Cuando miras transiciones de fase sabes que hay estado líquido, sólido y gaseoso. En este caso no sabríamos a dónde iríamos. Sería un nuevo estado que no sabemos cuál es. El universo empezaría a hervir y no sería por las colisiones del CERN (risas). Sería un universo en el que la vida no sería posible. Pero aún así la vida media del universo puede ser gigantesca. Por ahora, hay que seguir pagando la hipoteca y las deudas porque el fin no va a ocurrir pasado mañana.

P. ¿Qué supondría encontrar la supersimetría?
R. Por cada partícula conocida habría una hermana desconocida. Y algunas de ellas podrían ser materia oscura. Hay muchas razones por las que pensamos que tiene que haber algo más allá del sistema estándar. Una de ellas es que los neutrinos oscilan, transmutan entre ellos. Otra cosa: por qué hay materia y no antimateria, eso el modelo estándar no lo explica.

P. ¿Qué descubrimiento le gustaría más que se hiciese?
R. La supersimetría, tal vez porque he invertido mucho tiempo de mi vida en este campo. Pero si uno deja de ser egoísta, lo que más me gustaría es que la naturaleza nos sorprendiera. La naturaleza debe tener una cantidad de trucos guardados impresionante. Una posibilidad es que el Higgs fuera una partícula compuesta. De momento parece que es una partícula fundamental, pero solo la estamos viendo a cierta energía. Antes también pensábamos que los átomos eran indivisibles. Luego se vio que se dividían en electrones y núcleo. Que el núcleo está hecho de protones y neutrones. Y luego el protón está hecho de quarks. La pregunta es si esto va a seguir ad infinítum o paramos ahí. De momento parece que con la energía a nuestro alcance, tanto los quarks como los electrones, los neutrinos y el higgs son partículas elementales

P. ¿Cuánta energía cree que hará falta para hacer nuevos descubrimientos?
R. Quizás el LHC pueda ver la supersimetría si hay suerte. Pero también es posible que solo se pueda alcanzar a niveles de energía dos, diez, o cientos de veces mayores que los que permite el LHC. Aquí es donde está lo divertido. Haces una teoría y después compruebas si es cierta. Las teorías que no son falsables al final no son más que un divertimento.

P. ¿Cuándo se conocerán los primeros resultados de esta tanda de experimentos?
R. Lo más probable es que lleguen entre septiembre y diciembre de este año. Si la supersimetría está a este nivel, se van a producir una gran cantidad de gluinos, un tipo de partículas que serían las compañeras supersimétricas de los gluones que funcionan como un pegamento que unen varios quarks para formar partículas complejas. Si existen, va a ser como las fallas porque aparecerían en grandes cantidades. ...
Fuente: http://elpais.com/elpais/2015/03/12/ciencia/1426146912_065646.html

sábado, 15 de febrero de 2014

Elogio de la ciencia “no tan grande”

El proyecto científico más necesario es conservar el Estado del Bienestar, en el que todos los europeos puedan acceder libremente a la sanidad o la educación y no se vean desamparados si están en paro o son ancianos


El 4 de julio del año pasado, el CERN, el laboratorio europeo de física de altas energías, anunció que en el LHC (Gran Colisionador de Hadrones) se había detectado una partícula que posiblemente sea el bosón de Higgs, cuya existencia había sido prevista teóricamente en tres artículos publicados en 1964, en el mismo tomo de la revista Physical Review Letters. El primero estaba firmado por Robert Brout (fallecido en 2011) y François Englert, el segundo por Peter Higgs y el tercero por Gerald Guralnik, Carl Hagen y Thomas Kibble. Habida cuenta de este número, y a pesar de algunas manifestaciones (como alguna del propio Higgs), el Comité Nobel encargado de asignar el Premio de Física tendrá un problema si decide que esta predicción teórica merece, como en principio parece, el tan preciado galardón. Pero no es de esto de lo que quiero tratar.
La noticia del resultado del CERN fue primera página en los periódicos de todo el mundo, y más de medio año después el interés se mantiene. Con justicia, el bosón de Higgs ha encabezado las listas de los “10 descubrimientos científicos más importantes del año”. En el número del 31 de diciembre de Time, dedicado a “Los Personajes del año”, a Fabiola Gianotti, directora del experimento ATLAS, el principal en el descubrimiento, se le asignó el quinto puesto, tras Barack Obama, Malala Yousafzai, Tim Cook y Mohamed Morsi. Asimismo, y con una rapidez inusitada, al ya viejo, que no obsoleto, La partícula divina (1993), el libro de Leon Lederman y Dick Teresi, publicado en España por Crítica, han comenzado a unírseles otros, destinados a satisfacer la curiosidad popular. Uno de ellos (me limito a los que se han publicado en castellano), El bosón de Higgs, de Alberto Casas y Teresa Rodrigo, es apropiado para la colección en la que se ha publicado, ¿Qué sabemos de? (CSIC/Los Libros de la Catarata), pero el otro, El descubrimiento del Higgs, de la catedrática de Harvard Lisa Randall, muestra otras dimensiones de ese logro científico y fenómeno social: se trata de un libro, oportunista, de 71 páginas, en formato pequeño, con un tipo de letra algo más grande lo normal, que desentona con el conjunto de la magnífica colección de Acantilado en que ha aparecido. Un texto, cuyo recuerdo será efímero, publicado en la misma colección que acoge a autores como Cicerón, Tolstói, Zweig o Chateaubriand... Leer más en El País.

lunes, 4 de noviembre de 2013

Un viaje a los fundamentos del mundo moderno

Los científicos no atisban el alcance de sus experimentos pero saben de su potencial práctico
La comprensión de la naturaleza siempre augura grandes transformaciones

Einstein se apoyó en su amigo Grossman para formular su teoría.
Pocas noticias científicas han alcanzado el impacto  del reciente descubrimiento del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) junto a Ginebra, tal vez lo más parecido a una catedral que ha producido la ciencia moderna. Mueve a la sorpresa que un hallazgo de esta naturaleza, relativo al más oscuro y abstruso rincón de la ya de por sí oscura y abstrusa mecánica cuántica, consiga una repercusión pública de tal magnitud, aunque es cierto que todo parece haber conspirado en este caso para violar los preceptos del periodismo o incluso del sentido común.

Para empezar, el LHC es la mayor y más compleja máquina construida jamás, o “uno de los grandes hitos de la ingeniería humana”, en palabras de sus constructores del  CERN, o Laboratorio Europeo de Física de Partículas. Situada en un túnel subterráneo de 27 kilómetros de perímetro bajo la frontera francosuiza, cuenta con los más avanzados instrumentos y detectores; 10.000 científicos de 100 países están implicados en su diseño y construcción y tiene un presupuesto cercano a los 7.500 millones de euros. Cuando se emplea la expresión Gran Ciencia, esto es exactamente lo que uno tiene en la cabeza.

Y eso no es todo, desde luego. Esta prodigiosa pieza de ingeniería se concibió para permitir a la comunidad internacional de físicos poner a prueba los ingredientes más fundamentales de sus teorías sobre el mundo subatómico, y uno de ellos era el bosón de Higgs cuya existencia se ha confirmado este mismo año, no mucho después de que la mayor máquina construida por la humanidad superara sus previsibles problemas de rodaje. El hallazgo de la partícula de Higgs puede considerarse uno de los mayores éxitos de la ciencia experimental de todos los tiempos, y así lo ha entendido la academia sueca  al conceder el último premio Nobel de Física a François Englert y Peter Higgsdos de los teóricos que propusieron su existencia en los años sesenta. Todos los ingredientes de una gran noticia están ahí, y esto explica en retrospectiva el impacto mediático de la noticia.

Hay sin embargo una pregunta que se hace cualquier miembro informado del público, que aparece en todos los foros y que posee toda la lógica si se tienen en cuenta los 10 años que ha llevado construir el LHC, los 10.000 científicos que han intervenido y los 7.500 millones de euros asignados al proyecto: ¿para qué sirve esto? ¿Cuál es la utilidad del celebérrimo bosón de Higgs? ¿Cómo piensan los científicos devolver semejante inversión a la sociedad que la ha financiado con sus impuestos? Es una buena pregunta, y una que resulta condenadamente difícil de responder. Y sin embargo, por paradójico que resulte, no es una pregunta que preocupe demasiado a los científicos.

Porque los científicos no saben cuáles son las consecuencias prácticas del bosón de Higgs. Pero saben que serán enormes, porque eso es lo que se desprende de la no muy larga historia de la ciencia. La comprensión profunda de la naturaleza es siempre el prólogo de un conjunto de aplicaciones prácticas que ni siquiera los descubridores de un fenómeno suelen intuir. Pero que siempre tienen escondido en su núcleo el potencial para transformar el mundo de forma radical: las claves del progreso, la receta del futuro. Basta echar un vistazo a la historia de la ciencia para comprobarlo una y otra vez.

Tomen a Newton, el genio británico que fundó la ciencia moderna: no solo sus principios fundamentales, sino también sus modos y sus estrategias, el estilo y la pericia que los científicos siguen usando tres siglos después. Newton se sintió obsesionado desde chaval por unos cuantos enigmas que habían planteado dos gigantes de las generaciones anteriores a la suya: las elegantes curvas elípticas que describían los planetas en su armoniosa órbita alrededor del Sol, tal y como había descubierto Kepler; y el extraño comportamiento de los objetos sometidos a la gravedad de la Tierra que, contra toda intuición —y contra el conocimiento milenario recibido de las ingeniosas ocurrencias de Aristóteles— había demostrado experimentalmente Galileo unas décadas antes.

Las llamadas leyes de Kepler eran, desde luego, un enigma a la altura de la mente más curiosa. Johannes Kepler formuló sus dos primeras leyes en 1609, basándose en las detalladas observaciones de los movimientos planetarios amasadas pacientemente por el astrónomo danés del siglo XVI Tycho Brahe, de largo las más precisas de la época, y de cualquier época anterior. La primera ley no solo dice que los planetas se mueven alrededor del Sol, confirmando el modelo heliocéntrico de Copérnico, sino también la forma matemática exacta que siguen sus órbitas: no son círculos, sino elipses, unas curvas ya descubiertas en tiempos de Platón, pero en un contexto completamente distinto: junto a las hipérbolas y las parábolas, las elipses forman una especie de aristocracia geométrica: las cónicas, los tres tipos de curvas que pueden resultar de cortar un cono, o de tirar al mar un gorro de bruja. Pero ¿por qué los planetas habrían de moverse en elipses?

La segunda ley planteaba un puzle todavía más impenetrable. Los planetas no se movían con la misma velocidad a lo largo de toda su órbita: aceleraban al acercarse al Sol y se frenaban al alejarse. Y no de cualquier forma: Kepler había sido capaz de cuantificar el efecto con precisión matemática, aunque de un modo realmente chocante: si el planeta estuviera unido al Sol por una cuerda imaginaria, la cuerda barrería la misma área por unidad de tiempo. Y la tercera ley, descubierta por Kepler nueve años después que las dos primeras, no hacía más que rizar el rizo: el tiempo que un planeta tarda en dar la vuelta al Sol —lo que en la Tierra llamamos un año— guarda una sorprendente relación con la distancia del planeta al Sol: el cuadrado del periodo de revolución (el cuadrado de lo que dure el año del planeta en cuestión) varía con el cubo de la distancia del planeta al Sol. Estas relaciones matemáticas son tan chocantes que el propio Kepler se dejó llevar a un delirio geométrico para explicarlas, donde cada planeta ocupaba uno de los llamados sólidos platónicos —cubos, tetraedros, icosaedros y cosas así— en una versión reeditada y hasta mejorada de la armonía de las esferas pitagórica.

Pero ese rompecabezas laberíntico de curvas cónicas, cuadrados, cubos y áreas barridas por unidad de tiempo fue exactamente lo que motivó a Newton al reto enorme de resolverlo. El resultado fue la ciencia moderna y la práctica totalidad de la tecnología de los tres últimos siglos —lo que diferencia nuestro tiempo de un mundo de caballos, floretes y mosquetones—, pero la intención de Newton nunca fue cambiar el mundo ni la forma de pensar sobre el progreso de la humanidad. Su motivación fue entender el mundo: aceptar el desafío de sus enigmas físicos y matemáticos, y adoptar la actitud teórica y experimental adecuada para resolverlo. De ahí venimos. Una vez entendido un proceso, la revolución tecnológica es poco menos que inevitable.
Fuente: El País.