En las profundidades del túnel del LHC, a 100 metros bajo tierra, los equipos están diseñados con tal precisión que, además del escurridizo bosón de Higgs, son capaces de detectar todo tipo de fenómenos inesperados. Gracias a estos instrumentos, los técnicos pueden saber si fuera hace mal tiempo, si hay luna llena o si el lago Lemán, en las proximidades del CERN, está más o menos lleno. ¡Y hasta han detectado UFOS en el interior de los túneles!

En este capítulo de Catástrofe Ultravioleta nos embarcamos en un fascinante viaje en busca de la precisión que nos llevará desde las entrañas del CERN hasta el Instituto de Ciencia de Materiales para poder ‘tocar’ un átomo con las manos. En nuestra búsqueda de la precisión conoceremos cómo se mide algo tan sutil como el tiempo y viajaremos desde la sala de los relojes en el Real Observatorio de Madrid, donde las horas se ajustaban mirando a las estrellas, hasta el Observatorio de la Armada en San Fernando, donde el tiempo se mide con precisión de nanosegundos gracias a fenómenos atómicos.

En esta entrega del podcast exploramos un concepto básico en ciencia: no existe la precisión absoluta sino diferentes niveles de certidumbre. “Nada es cierto en esta vida”, nos dice Rolf Heuer, director del CERN. “Nunca encontrarás una certeza, en ningún lugar. Todo tiene una pequeña posibilidad de ser diferente”.

Agradecimientos: Rolf Heuer (director del CERN), José Miguel Jiménez (director del Departamento de Tecnología del CERN), Garoé González (ATLAS), Jesús Puerta (CMS), Ignacio Redondo (CIEMAT), Xavier Cid (LHCb), Mar Capeans (CERN), Jesús Gómez González ( Instituto Geográfico Nacional), Miguel Vallejo (director del Real Instituto y Observatorio de la Armada en San Fernando), Juan Palacios.

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¿Qué es Catástrofe Ultravioleta?

Catástrofe Ultravioleta es un podcast de Antonio Martínez Ron, Javier Peláez y Javi Álvarez que trata de acercar el mundo de la ciencia a través de los más diversos ámbitos de conocimiento. Cada episodio es una experiencia sonora que ofrece una aproximación a la realidad desde perspectivas inesperadas y una buena dosis de humor.

Desde el punto de vista técnico, cada entrega es también una pequeña composición artística, ya que cuenta con ambientaciones y músicas originales para cada episodio, montadas en ocasiones con el viejo espíritu del radioteatro y el espectáculo sonoro. Todo para emprender un viaje mental y sensorial que transmita el amor a la ciencia y la sensación de que el mundo está por descubrir.

Estrenado a principios de 2014 y ganador de un premio Ondas, Catástrofe Ultravioleta es un podcast pionero en español, con una enorme comunidad de seguidores. Un proyecto innovador que explora el formato sonoro para contar historias, cuyo regreso despierta una gran expectación.

La cuarta temporada de Catástrofe Ultravioleta se podrá escuchar en elDiario.es a principios de 2026.

¿Por qué existe algo en lugar de nada? La respuesta a la pregunta más importante de la física está un poco más cerca gracias a los resultados obtenidos, después de años de esfuerzos, en el experimento LHCb. Mediante millones de colisiones de partículas en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, un equipo internacional de investigadores ha conseguido documentar por primera vez cómo la materia le gana la partida a la antimateria en desintegraciones de bariones y antibariones, lo más parecido a asomarse por una mirilla a los primeros instantes del universo.

Esta lucha entre materia y la antimateria se remonta a los primeros instantes del Big Bang, en los que ambos tipos de partículas se crearon en la misma proporción y empezaron a aniquilarse entre sí. Sin embargo, un desequilibro en favor de la primera dio lugar al universo tal y como lo conocemos, en el que la materia ha ganado claramente la partida, aunque no sabemos cómo lo hizo. Tampoco sabemos si una situación diferente habría supuesto la aniquilación de todo o la existencia de un universo alternativo de antimateria.

Hasta ahora, los físicos habían conseguido observar este efecto, predicho teóricamente y bautizado como violación de la paridad de carga (CP), en partículas subatómicas llamadas mesones, pero nunca antes lo habían observado en bariones, que constituyen la mayor parte de la materia del universo observable. Eso es lo que ha conseguido un equipo internacional de la colaboración LHCb, que anuncia los resultados este miércoles en la revista Nature.

Un 2 por ciento de diferencia

“Hacemos colisionar partículas con mucha energía, tanta, que produce nueva materia”, explica Fernando Martínez Vidal, investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) y miembro del experimento LHCb. En ese proceso, y durante una millonésima fracción de segundo, se crean partículas y antipartículas de las que se estudian sus características. Han sido necesarios varios años de trabajo para acumular suficientes datos y desarrollar las metodologías de análisis que han permitido alcanzar unos niveles de precisión sin precedentes en estas medidas con bariones.

Esto es solo una porción marginal en relación a lo que observamos en la naturaleza, es decir, que tiene que haber nuevas fuentes que permitan romper esta simetría

Fernando Martínez Vidal — Investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) y miembro del experimento LHCb

“Lo que vemos es que hay un poquito más de desintegración —apenas un 2%— a favor de la materia”, resume Martínez. “Es decir, sobreviven más bariones que antibariones y, por lo tanto, el mecanismo que hace que se desintegren es diferente”. Eso es lo mismo que ocurrió en el Big Bang, aunque no sirve para explicar todo lo que pasó entre materia y antimateria en ese primer momento, advierte. “Esto es solo una porción marginal en relación a lo que observamos en la naturaleza, es decir, que tiene que haber nuevas fuentes que permitan romper esta simetría de materia-antimateria”.

“Lo interesante aquí es que hemos conseguido verlo en bariones, donde el efecto es minúsculo”, explica María Vieites Díaz, coordinadora adjunta de física del LHCb. “Somos capaces de medir con una precisión mucho mayor de lo que teníamos hasta ahora este tipo de asimetrías”. Y, aunque ese 2% de diferencia no es suficiente para explicar por qué la materia venció a la antimateria, abre nuevas puertas para revisar el modelo.

Con la cantidad de asimetría que estamos midiendo, y la que predice el Modelo Estándar, no habríamos llegado al universo tal y como lo conocemos, habría muchísima menos materia

María Vieites Díaz — Coordinadora adjunta de física del LHCb

“Con la cantidad de asimetría que estamos midiendo, y la que predice el Modelo Estándar, no habríamos llegado al universo tal y como lo conocemos, habría muchísima menos materia”, señala la experta. “Este 2% es un trocito de toda la asimetría, toda la asimetría en todos los posibles canales de desintegración de todas las posibles partículas que conocemos no llega para explicar lo que vemos en el universo. Necesitamos encontrar más fuentes de esta asimetría”.

“Nuestro resultado no lo explica todo, pero abre la puerta a un nuevo tipo de mediciones que quizá nos puedan llevar a esa violación necesaria para explicar nuestro universo actual”, recalca Xabier Cid Vidal, miembro del experimento LHCb y profesor titular en el IGFAE. “Necesitamos encontrar una medida experimental que se escape del modelo y nos ayude a reconciliar nuestras medidas en los aceleradores con lo que sucedió en el Big Bang”, prosigue. “Imagínate que hubiese una fuerza nueva, que no detectamos aún con nuestros aceleradores, pero que induce una mayor cantidad de violación CP, eso nos daría la asimetría que nos falta”.

“Fuerte, pero tardío”

Para Enrique Borja, físico y divulgador, lo más interesante es la fortaleza estadística del experimento. “Esto es un resultado fuerte, la probabilidad de que sea por puro azar es 1 entre 5 millones, de modo que podemos hablar de un descubrimiento a falta de análisis posteriores y de reconfirmación experimental en otros canales, otras partículas y en otros aceleradores”, asegura. “El resultado no puede explicar la diferencia tan brutal que observamos en el universo y nos indica que hay que seguir buscando nueva física más allá del Modelo Estándar”.

Esto es un resultado fuerte, la probabilidad de que sea por puro azar es 1 entre 5 millones, de modo que podemos hablar de un descubrimiento a falta de análisis posteriores

Enrique Borja — Físico y divulgador

“Por desgracia, este resultado sigue siendo insuficiente”, coincide el físico y matemático Francis Villatoro. “Se necesitan nuevas fuentes de asimetría CP, que podrían estar en la física de los neutrinos o en la llamada nueva física más allá del Modelo Estándar”. En su opinión, el nuevo resultado no pilla por sorpresa a nadie, pues se esperaba su observación desde que el LHC inició sus colisiones entre protones. “Estamos ante una gran noticia, pero que nos deja un poco decepcionados por lo tardío de su anuncio”.

“La asimetría materia-antimateria tiene su origen en alguna interacción adicional desconocida que no es simétrica bajo la transformación CP”, asegura Antonio Pich, catedrático de Física Teórica en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), en declaraciones al SMC. “Contrastar el resultado experimental con la teoría es fundamental para establecer si hay o no efectos más allá del Modelo Estándar que puedan estar contribuyendo a este proceso”, añade Pilar Hernández, catedrática de Física Teórica de la Universitat de València.

Entender por qué estamos hechos de materia y no de antimateria es una de las piezas clave en el entendimiento de nuestro universo

Javier Fernández Menéndez — Profesor titular del departamento de Física de la Universidad de Oviedo

“Creo que supone un pasito más en el largo camino de la ciencia; en este caso en particular, pues era un resultado largamente buscado y esperado, con una precisión muy alta”, comenta Javier Fernández Menéndez, profesor titular del departamento de Física de la Universidad de Oviedo, al SMC. “Entender por qué estamos hechos de materia y no de antimateria (protones positivos en lugar de antiprotones negativos, por ejemplo) es una de las piezas clave en el entendimiento de nuestro universo”.

“Claramente estamos aquí por esa ruptura, porque si no hubiera ruptura de simetría se hubiera aniquilado todo, no existiría el universo, no existiríamos nosotros”, concluye Martínez Vidal. Esto es ciencia fundamental para entender la naturaleza, recuerda, pero tiene efectos en nuestras vidas. “Muchos desarrollos tecnológicos para poder hacer esa física acaban en impacto en el ámbito social, médico o industrial. La antimateria la estamos usando en los hospitales, por darte un ejemplo, en la tomografía por emisión de positrones. Quién sabe qué nuevos caminos se están abriendo ahora”.

Peter Higgs, el físico que descubrió una nueva partícula conocida como bosón de Higgs –un hallazgo que le valió el premio Nobel–, ha muerto este lunes a los 94 años en su casa en Edimburgo.

El físico británico Peter Higgs y el físico teórico belga François Englert postularon por primera vez en 1964 la existencia de lo que se popularizó en los medios como “la partícula de dios”. Ambos compartieron el premio Nobel en 2013 después de que una serie de experimentos que comenzaron en 2008 probaran la existencia de la partícula con una serie de experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN en Suiza en 2012. 

En España, Higgs, Englert y el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), fueron galardonados en 2013 con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica.

El campo que explica la masa de las partículas

Su descubrimiento apuntaló el modelo estándar de física que sustenta la comprensión científica del universo. La partícula de Higgs se origina en un campo invisible que llena todo el espacio y que explica el resto de comportamientos de la materia observados en los últimos cien años. “Incluso cuando el universo parece vacío, este campo está ahí”, explicó la Academia Sueca en la entrega del Nobel. “Sin él no existiríamos, porque es a partir del contacto con el campo que las partículas adquieren masa. La teoría propuesta por Englert y Higgs describe este proceso”.

“Peter Higgs fue un individuo extraordinario: un científico verdaderamente talentoso cuya visión e imaginación han enriquecido nuestro conocimiento del mundo que nos rodea”, ha asegurado Peter Mathieson, rector y vicerrector de la Universidad de Edimburgo. “Su trabajo pionero ha motivado a miles de científicos y su legado seguirá inspirando a muchos más para las generaciones venideras”.

El origen de la teoría de Higgs viene de una debilidad del conocido como modelo estándar, el llamado castillo de la física que explica muchas de las características del universo. El modelo tenía un pequeño gran problema: no explicaba la existencia de la materia. Para que lo hiciera debían existir lo que se llamó campo de Higgs y su partícula asociada, el bosón de Higgs, la pieza que faltaba en el rompecabezas. Esta infografía explica cómo el Gran Colisionador de Hadrones contribuyó a demostrar la existencia de la partícula.

Cómo el acelerador de partículas permitió

descubrir la ‘partícula de Dios’

Ornex

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC en su sigla en inglés) es un anillo de 27 kilómetros que hace circular haces de protones acelerados a cerca de la velocidad de la luz en sentido direcciones opuestas.

FRANCIA

N

suiza

Meyrin

CERN

CMS

Ginebra

3

Se aceleran las partículas a una velocidad cercana a la de la luz y chocan en los cuatro detectores.

FRANCIA

SUIZA

ALICE

LHCb

SPS

2

Las partículas se transfieren al LHCb y forman dos haces que viajan en direcciones opuestas

1

ATLAS

Las partículas inyectadas en las máquinas más pequeñas llegan al SPS

Colorímetros

Miden la energía

de una partícula

Detector de

Muones

Imán

Dobla el camino

de las partículas

cargadas

Detector

20 m.

Línea de luz

Los racimos de

partículas chocan

en este sector

Identificación

de partículas

Hadrón cargado

(como un protón

o un pión)

Otros detectores miden la velocidad de partículas cargadas. Cuando se combinan esta información con la trayectoria de una partícula, se revela su identidad.

Electrón

Muón

Bosón de Higgs

Es la unidad de medida básica del campo que lleva su nombre.

Electrón

(menos masa)

Electrón

Higgs planteó que existe un campo invisible que actúa sobre las partículas: a mayor resistencia ante este campo, mayor será su masa.

e-

Protón

Campo

de Higgs

Quarks

Neutrón

Q

Núcleo

Quark

(más masa)

GRÁFICO: IGNACIO SÁNCHEZ. FUENTE: cern

Cómo el acelerador de partículas permitió

descubrir la ‘partícula de Dios’

Ornex

FRANCIA

N

suiza

Meyrin

CERN

Ginebra

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC en su sigla en inglés) es un anillo de 27 kilómetros que hace circular haces de protones acelerados a cerca de la velocidad de la luz en sentido direcciones opuestas.

Las partículas inyectadas en las máquinas más pequeñas llegan al SPS

Se aceleran las partículas a una velocidad cercana a la de la luz y chocan en los cuatro detectores

CMS

1

3

FRANCIA

SUIZA

ALICE

LHCb

SPS

ATLAS

2

1

Las partículas se transfieren al LHCb y forman dos haces que viajan en direcciones opuestas

20 m.

Hadrón cargado

(como un protón

o un pión)

Electrón

Muón

Imán

Dobla el camino

de las partículas

cargadas

Colorímetros

Miden la energía

de una partícula

Detector de

Muones

Detector

Identificación

de partículas

Otros detectores miden la velocidad de partículas cargadas. Cuando se combinan esta información con la trayectoria de una partícula, se revela su identidad.

Bosón

de Higgs

Es la unidad de medida básica del campo que lleva su nombre.

Electrón

Núcleo

Protón

Neutrón

Quarks

Quark

(más masa)

Electrón

(menos masa)

Q

e-

Campo de Higgs

Higgs planteó que existe un campo invisible que actúa sobre las partículas: a mayor resistencia ante este campo, mayor será su masa.

GRÁFICO: IGNACIO SÁNCHEZ. FUENTE: cern

El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un incontable número de bosones de Higgs. ¿Y qué es un bosón? Las partículas subatómicas se dividen en dos tipos: fermiones y bosones. Los fermiones son partículas que componen la materia, y los bosones portan las fuerzas o interacciones. Los componentes del átomo (electrones, protones y neutrones) son fermiones, mientras que el fotón, el gluón y los bosones W y Z, responsables respectivamente de las fuerzas electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil, son bosones.

La Edad Media y el siglo XXI comparten un mismo lugar. El Puerto de Santander compatibilizará las alambradas de concertinas con los radares muónicos para detectar a los polizones que puedan ocultarse en contenedores y cajas de camión en tránsito al Reino Unido u otros destinos.

La Autoridad Portuaria de Santander ha encargado la instalación de un arco de nueve metros de altura con dispositivos de muografía que permitirán vislumbrar el interior de receptáculos que pasen bajo él sin necesidad de ningún dispositivo especial como sería necesario si se utilizaran rayos X, por ejemplo.

Los muones son partículas generadas por los rayos de las estrellas al penetrar en la atmósfera terrestre. Se trata de una radiación continua y altamente energética que en ocasiones alcanza la corteza terrestre. Su singularidad es que son capaces de penetrar en la materia y atravesarla. Cómo lo hacen y las alteraciones en su trayectoria que puedan producirse posibilitan evaluar qué han encontrado en su camino. Basta establecer un sistema de proyección de las partículas en su trayectoria de salida para observar con precisión el interior de volcanes, por ejemplo, dado que las desviaciones medidas pueden ser utilizadas a través de algoritmos de reconstrucción para obtener un mapa de densidad del objeto, incluyendo su interior. 

La tomografía muónica o muografía (acrónimo de muon y radiografía) está siendo desarrollada para su aplicación en la vida cotidiana, desde el internet de las cosas hasta la creación de dispositivos de lectura que permitan detectar cargas irregulares o personas en el interior de contenedores.

El Puerto de Santander lleva años intentando frenar la penetración de migrantes irregulares que quieren alcanzar el Reino Unido. Lo ha hecho por todo los medios: cámaras de vídeo, sensores de movimiento, cámaras térmicas, medidores de CO2, seguridad privada y Policía Local que totalizan decenas de agentes, muros de hormigón, drones, vallas y alambradas de todo tipo... incluidas las concertinas, un método antipenetración de uso bélico, que ha sido retirado por el Gobierno español de la frontera 'caliente' de Ceuta y Melilla ante las graves lesiones que producía en los intentos de salto.

Las concertinas, pese a la protesta social y política desatada en Santander, con pronunciamiento en contra del Defensor del Pueblo, siguen en su sitio, pero la Autoridad Portuaria no ha cesado de buscar medios para evitar el acceso a sus instalaciones, aunque reconoce que últimamente ha descendido notablemente la presencia de migrantes, cuya procedencia es mayoritariamente albanesa. No obstante, ello no ha retrasado la búsqueda de nuevos medios para penetrar en la intimidad de los vehículos estacionados a la espera de embarque (“inspección no invasiva de contenedores”). Y parece haberlo encontrado en la tomografía muónica.

En este contexto, entra en juego Muon Systems una empresa creada en 2015 por dos dos licenciados de la Universidad de Cantabria que colaboran habitualmente para este cometido con el Instituto de Física de la UC (IFCA). Carlos Díaz y Pablo Martínez son licenciados en Física por la UC y han trabajado en el CERN, Organización Europea para la Investigación Nuclear y uno de los centros de investigación más importantes del mundo, fundado en Ginebra. La empresa es la creadora de Muon Cargo, el programa que se implantará en el Puerto de Santander mediante un arco de nueve metros cuadrados con dispositivos de lectura bajo los cuales pasarán las cajas de camiones y contenedores.

Carlos Díez ha trabajado como investigador en física de partículas, participando en el alineamiento del sistema de muones del experimento Compact Muon Solenoid (CMS) del CERN. Pablo Martínez es doctor en Física por la Universidad de Cantabria. Acumula más de 15 años de experiencia liderando proyectos de física de altas energías en el CERN. Es un experto a nivel mundial en tecnologías de detección de muones y tiene una gran experiencia coordinando grandes proyectos de I+D, con cientos de científicos de hasta 30 instituciones internacionales. Él mismo explica en este vídeo de la UC el trabajo que desarrolla el IFCA.

El proyecto Muon Cargo es la apuesta de Muon Systems por convertir la tomografía muónica “en un sistema inocuo y no invasivo de detección de amenazas y fraudes en puertos y fronteras. En Muon Cargo realizaremos un piloto de esta tecnología en suelo portuario con el apoyo y financiación del programa Ports 4.0 de Puertos del Estado”, afirma la compañía en su página web.

“El objetivo principal del proyecto Muon Cargo es proporcionar al control del tráfico de mercancías y pasajeros un dispositivo de inspección rápida, inocua y no invasiva de contenedores para la detección de amenazas, del tráfico de bienes ilegales y de personas ocultas en su interior, utilizando tomografía muónica. Esto reducirá el número de inspecciones manuales, incrementará el número de contenedores escaneados y mejorará la seguridad dentro de la cadena logística del puerto”, añade.

El proyecto de desarrollo está en su fase inicial, ya que se inició el mes pasado y aún no se ha instalado nada en suelo portuario. Muon Systems tiene el encargo de construir un pórtico lo suficientemente grande como para que pasen varios camiones a la vez y que esté absolutamente integrado en la cadena del puerto, sin necesidad de medidas especiales.

Tras las celebraciones del décimo aniversario del descubrimiento del bosón de Higgs, el martes 5 de julio de 2022 comienza un nuevo periodo de toma de datos para los experimentos del acelerador de partículas más potente del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, tras más de tres años de trabajos de actualización, mejoras y mantenimiento.

Los haces ya han estado circulando por el complejo de aceleradores del CERN desde abril, con el LHC y sus inyectores puestos en marcha para operar con nuevos haces de mayor intensidad y energía. Ahora, los operadores del LHC están listos para anunciar “haces estables”, condición que permite a los experimentos encender todos sus subsistemas y comenzar a tomar datos que se utilizarán para el análisis de la física recogida. 

El LHC funcionará las 24 horas del día durante 4 años aproximadamente, a la energía récord de 13,6 billones de electronvoltios (TeV), acercándose al máximo al que puede operar (14 TeV).

El LHC funcionará las 24 horas del día durante cuatro años aproximadamente, a la energía récord de 13,6 teraelectronvoltios (TeV)

“Enfocaremos los haces de protones en los puntos de interacción hasta alcanzar un tamaño de haz inferior a 10 micras, para aumentar así la tasa de colisión. En comparación con el primer periodo de toma de datos (Run 1), en el que se descubrió el bosón de Higgs con 12 femtobarns inversos, en el Run 3 trabajaremos con 280 femtobarns inversos, un aumento significativo que abre el camino a nuevos descubrimientos”, dice el director de aceleradores Mike Lamont. Un femtobarn inverso es una medida del número de colisiones o de la cantidad de datos recogidos, que corresponde a unos 70 billones de colisiones protón-protón.

Retransmisión en directo del inicio del Run 3

El comienzo del Run 3 se ha retransmitido en directo hoy a través de los canales y redes sociales del CERN. Los comentarios en directo en cinco idiomas (incluyendo el español), realizados desde el Centro de Control del CERN, han guiado a los espectadores a través de las distintas etapas de operación del acelerador, desde que los haces son inyectados en el LHC hasta que estos colisionan en los cuatros puntos de interacción donde se encuentran los detectores. 

Los cuatro grandes experimentos del LHC han llevado a cabo importantes actualizaciones de sus sistemas de lectura y selección de datos, con nuevos mecanismos de detección e infraestructura informática.

Los detectores ATLAS y CMS esperan registrar más colisiones durante el Run 3 que en los dos ciclos de física anteriores juntos. El experimento LHCb se ha renovado por completo y espera multiplicar por 10 su tasa de recogida de datos, mientras que ALICE aspira a multiplicar por 50 el número de colisiones registradas.

Las mejoras implementadas en los detectores de cada experimento permitirán recoger muestras de datos significativamente más grandes y de mayor calidad respecto a periodos de funcionamiento anteriores.

Las mejoras implementadas en los detectores de cada experimento permitirán recoger muestras de datos significativamente más grandes y de mayor calidad respecto a periodos de funcionamiento anteriores

Con el aumento de la muestra de datos y con el uso de energías de colisión más altas, el Run 3 pretende ampliar aún más el ya diverso programa de física del LHC: las colaboraciones científicas en los experimentos investigarán la naturaleza del bosón de Higgs con una precisión sin precedentes, podrán observar procesos antes inaccesibles y tendrán la capacidad de mejorar la precisión de las medidas tomadas en numerosos procesos conocidos que abordan cuestiones fundamentales, como el origen de la asimetría materia-antimateria en el universo.

Candidatos a materia oscura

Además, se espera que los investigadores puedan estudiar las propiedades de la materia en condiciones extremas de temperatura y densidad. Los científicos también buscarán candidatos a la materia oscura y otros fenómenos nuevos, ya sea mediante búsquedas directas o indirectas, en este último caso midiendo con mayor precisión las propiedades de las partículas ya conocidas.

“Esperamos con entusiasmo nuevos datos referentes a la desintegración del bosón de Higgs en partículas de segunda generación, como los muones. Esto sería un resultado totalmente nuevo en la saga del bosón de Higgs, confirmando por primera vez que también las partículas de segunda generación obtienen masa a través del mecanismo de Higgs”, dice el teórico del CERN Michelangelo Mangano.

“Mediremos la fuerza de las interacciones del bosón de Higgs con la materia y las partículas portadoras de fuerza con una precisión sin precedentes y profundizaremos en la búsqueda de desintegraciones del bosón de Higgs en partículas de materia oscura ”, dice Andreas Hoecker, portavoz de ATLAS.

Un tema que se seguirá de cerca es el estudio de procesos raros en los que se observó una asimetría en el sabor de los leptones (una diferencia inesperada entre los electrones y sus partículas primas, los muones) en los datos recogidos por el experimento LHCb durante los periodos previos de funcionamiento del LHC.

“Los datos adquiridos durante este tercer ciclo con nuestro nuevo detector nos permitirán mejorar la precisión en un factor dos y confirmar o excluir posibles desviaciones en la universalidad del sabor de los leptones”, dice Chris Parkes, portavoz del LHCb. Muchas de las teorías que explican las anomalías observadas por LHCb predicen también nuevos fenómenos en diferentes procesos físicos ya conocidos. Estos serán objeto de estudio en ATLAS y CMS también. “Este enfoque complementario es esencial: si somos capaces de confirmar nuevos fenómenos de este modo, pueden ser descubrimientos importantes en la física de partículas” dice Luca Malgeri, portavoz de la colaboración CMS.

El programa de ALICE, que se centra en el estudio de las colisiones de iones pesados, permitirá investigar, con una precisión jamás alcanzada, el plasma de quarks y gluones (QGP), un estado de la materia que existió en los primeros 10 microsegundos después del Big Bang.

“Esperamos pasar de una fase en la que observamos muchas propiedades interesantes del plasma de quarks y gluones a una fase en la que cuantificamos con precisión estas propiedades y las relacionamos con la dinámica de sus constituyentes”, afirma Luciano Musa, portavoz del experimento ALICE. 

Además de los estudios utilizando plomo, se incluirá por primera vez un periodo corto con colisiones de oxígeno, con el objetivo de explorar la aparición de efectos similares al QGP en otros sistemas de colisión.

Los experimentos más pequeños del LHC, estos son TOTEM, LHCf, MoEDAL con su nuevo subdetector MAPP, y los recientemente instalados FASER y SND@LHC, también están preparados para explorar fenómenos dentro y fuera del Modelo Estándar, desde los monopolos magnéticos, hasta los neutrinos y los rayos cósmicos.

Comunidad investigadora española

Más de una veintena de grupos de investigación españoles participan en proyectos científicos internacionales que trabajan con los datos recogidos durante las colisiones que suceden en el interior del LHC.

El amplio y prometedor programa científico previsto para esta nueva temporada de física en el LHC mantiene a la comunidad española expectante y entusiasmada.

“Llevamos tiempo preparándonos para este nuevo e ilusionante desafío. El Run 3 proporcionará una mayor sensibilidad a fenómenos todavía no explorados, nos permitirá investigar con más detalle el aún poco conocido campo de Higgs y esperamos que clarifique las anomalías observadas en algunas desintegraciones raras de quarks pesados”, explica Antonio Pich, director del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), que concluye: “Comenzamos otro apasionante periodo de experimentación que nos puede deparar grandes sorpresas”. 

Fuente: CPAN

El Gran Colisionador de Hadrones (conocido comúnmente como LHC en sus siglas inglesas), el experimento faro del Centro Europeo de Física de Partículas, ha vuelto a arrancar este viernes después de tres años de estar apagado por trabajos de mantenimiento, consolidación y modernización, ha informado la institución científica.

A las 12:26 (hora peninsular española) de este viernes, dos haces de protones han circulado en direcciones opuestas por el acelerador de partículas –un gran tubo en forma de anillo de 27 kilómetros ubicado a unos 80 metros bajo tierra– con una inyección de energía de 450.000 millones de electrovoltios (450 GeV).

“Estos haces representan el reinicio exitoso del acelerador después del duro trabajo realizado durante el periodo en el que estuvo apagado”, ha dicho mediante un comunicado el jefe del Departamento de Haces del CERN, Rhodri Jones.

En esta primera fase, la energía todavía está a una potencia de “inyección” y el número de protones que circulan es limitado, pero ambos irán aumentando gradualmente hasta llegar a colisiones de alta energía y alta intensidad dentro de un par de meses, ha agregado el científico.

Una vez que esté claro que todos los sistemas funcionan perfectamente la energía irá aumentando hasta llegar al récord de 13,6 billones de electrovoltios (13.6 TeV).

Los trabajos que se han realizado en el acelerador permitirán que opere a una energía mayor, lo que a su vez significará obtener más datos y estadísticas en los próximos cuatro años de funcionamiento del LHC.

Esto significará que los detectores ATLAS Y CMS, que es donde se recogen y analizan los datos, recibirán en esta tercera fase de funcionamiento del acelerador más colisiones que en las dos fases anteriores juntas.

Otro detector, el LHCb, verá su recuento de colisiones multiplicarse por tres, mientras que el detector especializado ALICE (dedicado al estudio de las colisiones de iones pesados) recibirá 50 veces más datos de colisiones.

Phil Charles, astrónomo de la Universidad de Southampton, halló, junto al investigador del IAC Jorge Casares, la primera evidencia de la existencia de agujeros negros en la Vía Láctea, algo que cambió para siempre la Astrofísica de altas energías

Los agujeros negros, esos “fantasmas cósmicos” sobre los que la literatura y el cine han basado muchas de sus historias, dejaron de ser tan misteriosos cuando Phil Charles, catedrático de Astronomía en la University of Southampton (Reino Unido), halló, junto al investigador del IAC Jorge Casares, en 1992, la primera evidencia empírica de su existencia en la Vía Láctea. A partir de ese momento, todo cambió en el campo de la Astrofísica de altas energías. Aún hoy sigue investigando sobre estos sistemas binarios, aunque también le interesan todos aquellos objetos cósmicos que sean fuentes de rayos X. Vinculado al IAC desde sus inicios hace más de tres décadas, Phil Charles ha vuelto a este centro como investigador visitante del Programa Severo Ochoa, dispuesto a trabajar en nuevos proyectos con antiguos y nuevos colegas.

No es la primera vez que usted visita el IAC. ¿Cuándo empezó a colaborar con el Instituto y por qué?

Es una larga historia. Vine por primera vez hace más de 30 años, justo después de que se inaugurara el Instituto y el Observatorio del Roque de los Muchachos, en Garafía (La Palma). A finales de los años 80, mientras fui el jefe de operaciones del ahora denominado Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING) durante cinco años, tuve a un estudiante español de la Universidad de La Laguna (ULL), Jorge Casares, que empezó a trabajar conmigo en observaciones ópticas de fuentes de rayos X, colaboración que hemos mantenido durante la mayor parte de los últimos 30 años. A través de mis contactos con investigadores e investigadoras del IAC, continué trabajando con el Grupo ING y ahora también con el Gran Telescopio Canarias (GTC). Estoy encantado de ver el éxito que está teniendo y también estoy emocionado de escuchar que quizá La Palma albergue el Gran Telescopio de 30 m (TMT). Supondría un reconocimiento de la excelencia del Observatorio del Roque de los Muchachos.

¿Qué está haciendo ahora en el Instituto? ¿Con qué grupos está trabajando?

Durante este tiempo he estado trabajando con el grupo de binarias de rayos X de Jorge Casares, dirigido por el investigador del IAC Teodoro Muñoz Darias, mientras el primero se encuentra temporalmente en Oxford. También he colaborado con otro investigador de aquí, Artemio Herrero, en un proyecto sobre binarias de rayos X muy masivas, aprovechando su experiencia en este campo. Esta temporada ha sido fascinante porque dos de los agujeros negros que hemos estado observando Teodoro Muñoz y yo con unos estudiantes de doctorado han hecho algo muy interesante y esperamos publicar artículos sobre ello. Hasta ahora ha sido muy emocionante y productivo.

Usted descubrió, junto con Jorge Casares y Tim Naylor, el primer agujero negro de la Vía Láctea en 1992. Fue un gran avance en el campo de la Astrofísica de altas energías. ¿Qué supuso para su carrera este hallazgo?

El Santo Grial en los años ochenta era encontrar un objeto cuya masa fuese al menos mayor que tres masas solares, masa máxima que los teóricos consideran que una estrella de neutrones podría tener. Se encontraron varios objetos con aproximadamente esos valores mínimos y la comunidad científica decía: “Bueno, tal vez sea un agujero negro, tal vez no”. Entonces, cuando Jorge Casares y yo decidimos trabajar en un nuevo tránsito, V404 Cyg, descubrimos que la masa mínima del objeto compacto era superior a seis masas solares y, asumiendo la inclinación y la masa de su estrella compañera (que obviamente tiene que ser mayor de cero), el número neto era al menos de nueve o diez masas solares. En ese punto, hubo un cambio total en la Astrofísica de altas energías. Pasamos de “Bien, no tenemos pruebas reales de que haya agujeros negros en una galaxia” a “Bien, nos rendimos. Hay agujeros negros”.

Creo que ya estaba en Oxford en ese momento (he estado allí desde 1980) y este resultado probablemente me ayudó a obtener mi título de profesor. También ha sido un apoyo fantástico para la exitosa carrera de Jorge Casares en España y dio una tremenda visibilidad a la capacidad de los telescopios de La Palma, que solo habían estado operando unos seis años por entonces. Era evidente que se habían convertido en uno de los principales observatorios mundiales, comparable a los observatorios de Paranal, Hawai y Chile. Jorge y yo estábamos encantados de haber conseguido ese hallazgo y creo que fue un empujón para el Observatorio del Roque de los Muchachos y para todo el IAC.

¿Por qué son tan fascinantes este tipo de objetos? ¿Sabremos alguna vez lo que sucede dentro de ellos, qué procesos tienen lugar?

Esta es una pregunta clásica. Los agujeros negros son interesantes porque su funcionamiento se reduce a las leyes fundamentales de la Física. Cuando encontramos suficientes y medimos sus masas, esperamos tener una distribución de las mismas. Después de 50 años, conocemos alrededor de unas 20 o 30 estrellas de neutrones cuyas masas han sido medidas con precisión. Hasta ahora, solo hay un par con dos o poco más de dos masas solares y son muy interesantes porque es realmente difícil que lleguen a ser tan masivas. Sin embargo, si el agujero negro menos masivo conocido tiene unas cinco masas solares, ¿dónde están los objetos entre la estrella de neutrones más masiva y el agujero negro menos masivo?

Resulta que responder a esa pregunta es en realidad abordar algunas de las cuestiones más importantes sobre la Física fundamental, es decir, cuál es la ecuación de estado nuclear. Esta permitiría describir el comportamiento de la materia nuclear en diferentes condiciones de densidad y temperatura, por lo que su conocimiento es vital para describir tanto la formación del Universo tras el Big Bang como la evolución de los cuerpos estelares.

La gente siempre se sorprende cuando les decimos que realmente no sabemos cuál es la ecuación de estado. Sin embargo, una estrella de neutrones es materia nuclear casi pura y, si conociéramos su ecuación, podríamos averiguar cómo de grande puede ser antes de colapsar y convertirse en un agujero negro. Estas son el tipo de preguntas que la comunidad científica de Física de Partículas está abordando de una manera diferente utilizando aceleradores de partículas gigantes, concretamente, el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN. Es fantástico que la Astronomía pueda abordar estas preguntas a las mayores escalas.

Al encontrar agujeros negros, estamos observando procesos muy energéticos, detectados a través de explosiones de rayos X que ocurren cuando el disco de acreción a su alrededor es inestable y empieza a tragar materia, lo que significa que pasa por el horizonte de sucesos. Lamentablemente, su pregunta sobre lo que está más allá de eso, me temo que no sé contestarla y tampoco lo sabe Stephen Hawking, aunque a ambos nos encantaría. De hecho, creo que es algo que a todos nos gustaría saber. Esta respuesta probablemente vendrá de los grandes esfuerzos que están haciendo los teóricos para combinar la Teoría de la Relatividad General y la Teoría Mecánica Cuántica.

Yo solo soy un simple observador de estos procesos. Cuando la materia se acerca al horizonte de sucesos lo hace increíblemente rápido, a fracciones de la velocidad de la luz, por lo que el material se calienta mucho y produce esos flashes repentinos de rayos X que observamos. De esta manera, vemos a la materia comportarse en las condiciones más extremas que conocemos, condiciones que posiblemente no podamos replicar en la Tierra y que convierte este campo de la Astrofísica en algo muy emocionante.

¿Cuáles son sus próximos desafíos?

En parte lo he aludido en mi respuesta anterior. Hasta ahora solo tenemos unas 20 mediciones de masa precisas y Jorge Casares ha hecho un gran avance en este campo elaborando una posible técnica para encontrar estos objetos cuando están inactivos o dormidos. Hasta ahora solo los encontramos cuando tienen una de esas grandes explosiones de rayos X transitorios, pero pueden estar latentes durante décadas. Solo hemos detectado unos o dos cada año y es muy complicado descubrir más, por lo que creo que el estudio de Jorge Casares tiene un gran potencial para futuras investigaciones.

Recientemente, también se han puesto en marcha nuevos satélites de rayos X. Estamos involucrados en proyectos con astrónomos de la India, como el satélite Astrosat, lanzado el año pasado y que ahora ya está funcionando con normalidad. También, la Estación Espacial Internacional (EEI) monitorea todo el cielo, avisándonos cuando los tránsitos se apagan. Tenemos mucho trabajo por hacer en este campo buscando nuevas formas de estudiarlos y a mayor escala. Ahora que estoy formalmente retirado de mi posición académica y he conseguido otra estancia de investigación, he vuelto a concentrarme en ello. Creo que hay perspectivas realmente interesantes para el futuro.

¿Recomendaría esta estancia a otros investigadores e investigadoras? En caso afirmativo, ¿por qué?

Absolutamente. Mi estancia como investigador del programa Severo Ochoa es solo de tres meses, pero el grupo con el que trabajo aquí te corroborará que he venido siempre que he podido. Ahora, con la nueva estancia de investigación que empiezo en enero por dos años, seguro que volveré pronto.

El IAC es muy fuerte en este campo. Tiene un excelente grupo de binarias de rayos X, personas que trabajan en sistemas muy masivos como Artemio Herrero, por no hablar del director, Rafael Rebolo, a quien le interesan estos objetos y su evolución. En el Instituto se siguen muchas líneas de investigación, hay muchos y variados intereses que acaban por repercutir positiva y productivamente en todo el personal científico. Por esta razón, el IAC es el sitio al que venir en España.

Pese a los sondeos previos que indicaban la posible victoria de la permanencia, Reino Unido elige abandonar la Unión Europea. Aunque aún es pronto para valorar el impacto que puede tener esta decisión para la ciencia británica y europea, lo que es seguro es que, con esta salida, la UE pierde uno de sus principales bastiones en investigación y desarrollo.

El país de Darwin y Newton ha decidido abandonar la UE y con él se va uno de los que más contribuye al desarrollo científico en Europa. Con tan solo el 1% de la población mundial, el Reino Unido tiene el 4% de los científicos del planeta y es el país en el que se escriben más artículos por investigador. Además, posee 4 de las 10 universidades más prestigiosas del mundo.

Pero la salida de Reino Unido no solo supone un varapalo para la maquinaria científica de la UE, sino que también pone en serio riesgo a la propia ciencia británica, que podría perder cerca de 370 millones de euros anuales en fondos de investigación provenientes de la UE.

Los datos que presentó el comité científico de la Cámara de los Lores este mismo mes muestran que Reino Unido es un receptor neto de fondos de investigación, el segundo por detrás de Alemania. Los británicos contribuyeron con cerca de 5.400 millones de euros para proyectos científicos de la UE entre 2007 y 2013, pero en el mismo periodo recibieron unos 8.800 millones.

Pérdida de fondos y de influencia

Además, un informe publicado el pasado mes de mayo estima que el Brexit tendrá un coste para la ciencia británica de unos 1.260 millones de euros anuales, lo que supone más de un 20% de la inversión total del país en ciencia, y señala que las áreas de economía, nanotecnología y biología evolutiva, serán las que estarán en mayor riesgo.

Para no perder los fondos europeos, Reino Unido tendrá que negociar el estatus con el que accederá a los principales programas de financiación de la UE, tal y como han hecho otros países no comunitarios, como Israel o Suiza. Sin embargo, cabe recordar que Europa puede limitar sus derechos de participación en dichos programas, tal y como hizo con Suiza por sus políticas antiinmigración, al restringirle el acceso a las ayudas de Horizonte 2020, principal programa de financiación científica de la unión.

Además, los británicos perderán su capacidad de influencia a la hora de orientar las políticas científicas europeas y se verán obligados a alcanzar nuevos acuerdos para poder continuar en grandes proyectos europeos, como el Human Brain Project, un gigantesco proyecto en el que se han invertido unos 1.000 millones de euros y cuyo objetivo es crear un modelo computacional detallado del cerebro que permita entender su funcionamiento.

El nuevo estatus del país también hará necesario renegociar su presencia en la Organización Europea para la Investigación Nuclear, más conocida como CERN, que dispone del mayor acelerador de partículas del mundo, el gran colisionador de hadrones o LHC, por sus siglas en inglés.

Preocupación en las universidades británicas

Conscientes de esta situación, la mayoría de los científicos británicos han expresado de forma inequívoca su oposición al Brexit. La última llamada en favor de la permanencia por parte de las instituciones científicas británicas se produjo este mismo lunes, a través de una carta firmada por los rectores de más de 100 universidades. “Cada año, nuestras universidades generan más de 73.000 millones de libras para la economía del Reino Unido, de los que 3.700 millones están generados por estudiantes e investigadores de países de la UE”.

“No es de extrañar que sean precisamente las universidades las que estén más preocupadas, pues hasta el 30% de su personal proviene de fuera del Reino Unido, de los que un 16% llegan de la UE”, explica a eldiario.es Lorenzo Melchor, coordinador científico de la Oficina para Asuntos Culturales y Científicos de la Embajada de España en Londres. Y precisamente estas instituciones han sido las primeras en reaccionar al resultado del referendo.

Mediante un comunicado, el vicerrector de la Universidad de Cambridge ha afirmado estar “decepcionado” con el resultado y ha asegurado que trabajarán para intentar abordar las “implicaciones de este resultado”. Por su parte, el rector del Imperial College, James Stirling, ha sido más contundente en su declaración y ha afirmado que el “Imperial es, y seguirá siendo, una universidad europea, sea cual sea el resultado del referéndum”. Stirling también se ha mostrado preocupado por las posibles consecuencias de esta decisión y ha anunciado que exigirán “una aclaración urgente al gobierno sobre los visados y las cuotas de estudiantes que vengan de la Unión Europea”.

La presidenta de la asociación que represente a las universidades del Reino Unido, Julia Goodfellow, también se ha mostrado preocupada por la posible pérdida de estudiantes e investigadores extranjeros. Mediante un comunicado ha asegurado que su “primera prioridad será la de convencer al gobierno de que adopte medidas para asegurar que el personal y los estudiantes de países de la UE puedan seguir trabajando y estudiando en las universidades británicas a largo plazo”.

Futuro incierto para estudiantes y científicos

La preocupación que muestran las universidades coincide con la de los cerca de 3 millones de ciudadanos europeos que viven en Gran Bretaña, de los que unos 200.000 son españoles. A este respecto, la Embajada Española en Londres ha asegurado que “el resultado del referéndum no supone cambio alguno para la situación legal de los ciudadanos españoles y de las compañías de nuestro país en el Reino Unido, durante un periodo de hasta dos años que puede ser prorrogado”. Aunque los derechos de estos trabajadores, incluidos los científicos, dependerán de las futuras negociaciones entre el Reino Unido y la UE.

Para Melchor, “estamos en un escenario totalmente inédito” y reconoce que “se abre un periodo de incertidumbre para los investigadores”, que puede a afectar a la movilidad de los científicos. “Antes si conseguías un contrato, solo tenías que coger un avión, ahora es probable que haya unas trabas burocráticas adicionales”. Aún así, Melchor insiste en que “aún no se sabe lo que va a suceder” y que “al Reino Unido le interesa seguir siendo un polo de atracción de talentos”.

Aunque no hay datos oficiales, en la actualidad se estima que hay en torno a unos 2.000 científicos españoles trabajando en Reino Unido y muchos de ellos pertenecen a la Sociedad de Científicos Españoles en Reino Unido, donde también se muestran preocupados. Su presidente, el investigador del Imperial College, Eduardo Oliver, ha asegurado que “la investigación no entiende de fronteras y el Brexit podría haber trazado ya la primera”.

Sin duda, el resultado del referendo supone un serio varapalo para la ciencia británica y europea, especialmente en un escenario donde países emergentes, como China, India o Brasil, cada vez atraen más talento científico. Los investigadores europeos presumen de tener unas solidas redes de colaboración y todo hace suponer que soportarán el impacto. Sin embargo, habrá que esperar para ver como se desarrollan las negociaciones y comprobar si este bache termina provocando un descarrilamiento de la locomotora científica europea.

El Instituto de Física de Cantabria, en colaboración con el Aula de la Ciencia y la Facultad de Ciencias, organiza este jueves 10 de marzo en Santander, la XII Jornada de Clases Magistrales de Física de Partículas, en la que sesenta y cinco jóvenes de Secundaria de nueve centro educativos de Cantabria trabajarán, como si de auténticos científicos se trataran, con los últimos datos de los experimentos en el acelerador de partículas Gran Colisionador de Hadrones del CERN (más conocido por sus siglas en inglés, LHC).

En el taller, que es internacional y estará secundado por 42 países, participarán alumnos de los institutos cántabros IES Bernardino Escalante, IES Besaya, IES La Marina, IES Ricardo Bernardo, IES Santa Clara, IES Villajunco, IES Las Llamas, IES Saturnino de la Peña, IES Dr. José Zapatero Domínguez.

A partir de las 9.00 horas, Francisco Matorras, decano de la Facultad de Ciencias, y Marta Domingo, directora general de Universidades e Investigación del Gobierno de Cantabria, darán la bienvenida a los participantes. Tras ello, el catedrático de la UC Alberto Ruiz impartirá una conferencia introductoria sobre el Modelo Estándar de Física de Partículas y los aceleradores. Estos conocimientos previos les serán de gran utilidad para, posteriormente, analizar los datos reales recogidos, y puestos a disposición para el desarrollo de esta actividad, por los cuatro experimentos del LHC – CMS, ATLAS, ALICE y LHCb-.

Así, a modo de ejemplo, estos podrán redescubrir el bosón Z o la estructura del protón, reconstruir “partículas extrañas” o medir el tiempo de vida meda de la partícula D0. Otra de las tareas encomendadas a los estudiantes será la búsqueda de bosones de Higgs.

Cultura de colaboración

Por la tarde, los participantes de estas jornadas pondrán sus resultados en común y debatirán sobre los mismos, a través de videoconferencias, con compañeros de otras partes del mundo, en concreto Aachen, Palaiseau, Alexandria y Padova, que simultáneamente llevan a cabo esta actividad.

Científicos de unas 210 universidades o institutos de investigación, de 42 países de diferentes, desarrollarán las Clases Magistrales de Física de Partículas en sus instalaciones. Esta iniciativa en red es reflejo de la colaboración internacional existente en el ámbito de la Física de Partículas.

Las Clases Magistrales de Física de Partículas es una propuesta de la “International Particle-Physics Outreach Group” IPPOG, y organizada por la Universidad de Dresde y Quarknet Notre Dame, proyecto apoyado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias y la Oficina de Física de Altas Energías (Oficina de Ciencias, Departamento de Energía de U.S.)

En California existen más de 90 dialectos indígenas pertenecientes a 21 familias lingüísticas diferentes.  Desgraciadamente, no todos siguen vivos. Hace cientos de años, las comunidades aún utilizaban la mayoría de ellos, aunque solo fuera en la celebración de ritos o en forma de tradicionales, pero hoy en día muchas han desaparecido.   

Un ejemplo es el Yana, un idioma extinto propio de los nativos del norte del estado, cuyo último hablante, Ishi, murió en 1916. La única huella sonora que se conserva del dialecto es la ‘historia del pato de madera’, contada por Ishi −durante más de dos horas− y grabada entre 1911 y 1914 por Thomas Watermann, antropólogo de la Universidad de Berkeley (California).

Watermann no pudo terminar de traducir la perorata debido a la mala calidad del audio, pero en la institución donde trabajaba – el documento se encuentran en el Museo de Antropología Phoebe A. Hearst – se han puesto manos a la obra para solucionar el problema. La National Science Foundation les ha otorgado 200.000 dólares (unos 180.000 euros) para recuperar las voces registradas en cera sobre miles de cilindros, que atesoran las palabras de Ishi y otros antepasados de los actuales nativos americanos.

Estos fósiles sonoros guardan más de un centenar de horas de grabaciones en 78 idiomas distintos, todas ellas recogidas por antropólogos y lingüistas del centro a principios del siglo XX.

Hasta ahora, se habían intentado recuperar en cintas, casetes y CD, con la consiguiente pérdida de calidad del audio. Esto, unido a la degradación del material por la acción de microorganismos y las repetidas reproducciones, ha convertido muchas de las piezas en ininteligibles.

Física al servicio de la historia

“En tres años vamos a digitalizar más de 2.500 unidades”, asegura Carl Haber a HojaDeRouter.com. Haber es el físico que ha hecho posible el proyecto, en colaboración con el Departamento de Lingüística de la universidad estadounidense. Sí, has leído bien: físico. De hecho, trabajaba en el Laboratorio de la Universidad de Berkeley como miembro del equipo internacional del ATLAS, uno de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

El investigador no se ha pasado a las letras, sino que ha sido precisamente su bagaje científico lo que le ha permitido desarrollar la tecnología que ahora está instalando en el centro californiano y que servirá para escuchar más claramente la voz de los nativos.

Para encontrar el origen de la iniciativa hay que remontarse a principios de los años 2000. Mickey Hart, batería de Grateful Dead, le sirvió de inspiración. Mientras el físico esperaba en medio de un atasco, escuchó a Hart decir por la radio que los archivos de la música aborigen norteamericana se estaban deteriorando.

Junto con su equipo, Haber se dedicaba al diseño y fabricación de los detectores que espían a las partículas subatómicas después de colisionar en un acelerador. Para procesar la información captada por estas pequeñas unidades, utilizaban un SmartScope, un instrumento de metrología óptica (un tipo de escáner) que toma y analiza imágenes en dos dimensiones para encontrar cambios en las ondas de luz.

Al científico se le encendió la bombilla: ¿por qué no utilizar el dispositivo para leer la superficie de los cilindros y los discos de aluminio donde se hacían antiguamente las grabaciones? Las fotografías podrían examinarse luego en un ordenador como un conjunto de datos. 

Después de probar su efectividad, decidió completar el equipo con un microscopio confocal, que añade una tercera dimensión a las imágenes: la profundidad.

El resultado de esta y otras adaptaciones y mejoras es IRENE, siglas de ‘Image, Reconstruct, Erase Noise, Etcetera’. El apelativo debe su nombre además a la primera de las pruebas que Haber y su equipo realizaron para comprobar el funcionamiento del sistema; analizaron las pistas de un vinilo del ‘single’ ‘Buenas noches, Irene’, interpretada por los Weavers.

Una imagen traducida en palabras

El dispositivo obtiene un perfil de la superficie del disco o el cilindro, lo transforma en una imagen digital y un ‘software’ hace las veces de lector: identifica los surcos del disco a partir de los datos, y calcula numéricamente el movimiento que tendría una aguja como la de un gramófono. Así, convierte las imágenes en sonidos sin dañar los materiales, eliminando el ruido. “Obtenemos los audios en diferentes formatos, como el .wav”, indica el físico.

Haber lleva varios años realizando proyectos en colaboración con organizaciones como la Biblioteca del Congreso y los museos Smithsonian, así que, además de la IRENE original, existen cinco clones, dos de ellos instalados en la Biblioteca del Congreso, tres en el Centro de Conservación Documental del Noreste (Massachusetts) y uno en India, en la Biblioteca de Investigación R. Muthiah.

Gracias a la herramienta, el mundo pudo escuchar en 2008 la primera grabación de audio de la historia. Fue tomada en 1860 por el escritor francés Édouard-Léon Scott de Martinville, cuyo fonoautógrafo marcaba el patrón de las ondas sonoras en hollín sobre papel.

Posteriormente, ha rescatado la voz de Alexander Graham Bell, el inventor del método de grabación. “El proceso es el mismo, pero en aquella ocasión habían utilizado discos como soporte, y ahora son cilindros”, señala Haber. También un cilindro guardaba el audio más antiguo de una muñeca parlante, grabado por Thomas Edison muñeca parlante y escuchado por primera vez en 2011, una vez reparado con IRENE. “Hemos ido mejorando la técnica para que todo esté más automatizado y podamos tratar un gran número de unidades en menos tiempo”, añade.

Y no es la primera vez que Haber contribuye a resucitar los restos de la cultura indígena. “Ya habíamos procesado 60 cilindros con voces de nativos de California y 20 de Canadá, sobre todo canciones e historias”, nos dice el físico. En el nuevo y más ambicioso proyecto cuenta con la ayuda de estudiantes e investigadores de la Universidad de Berkely. El equipo estima que todos los datos extraídos ocuparán del orden de 100 terabytes de información.

Las comunidades indígenas modernas ya han utilizado algunas de las grabaciones para escuchar a sus antepasados y recordar viejas tradiciones, pero en el futuro podrán hacerlo con mayor claridad. Los nuevos audios servirán a los lingüistas para estudiar los cambios sufridos por estas lenguas a lo largo de los años.

La física de partículas no solo sirve para encontrar bosones, también para rescatar sonidos del pasado. Ishi volverá a contar la ‘historia del pato de madera’ para que los antropólogos y etnógrafos terminen el trabajo de Watermann más de un siglo después.

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Las imágenes de este reportaje son cortesía, por orden de aparición de la Universidad de Boston, Roy Kalbschmidt/Lawrence Berkeley National Laboratory y Northeast Document Conservation Center.

Los científicos del CERN, el mayor laboratorio de física de partículas del mundo, han anunciado esta semana lo que son los indicios del descubrimiento de una nueva partícula jamás observada hasta el momento, llamada pentaquark.  Esta nueva partícula tiene la peculiaridad de que está compuesta por cinco quarks a diferencia de las partículas de materia ordinaria como protones y neutrones que están compuestas tan sólo por tres.

El descubrimiento se ha realizado concretamente en el proyecto LHCb, uno de los cuatro grandes experimentos que se encuentran en el LHC, el gran acelerador de partículas de 27 kilómetros situado en la frontera francosuiza cerca de Ginebra, que realiza colisiones entre protones a altas energías.

“No es solamente una nueva partícula” declara el portavoz del experimento LHCb Guy Willkinson. “El pentaquark también representa una manera de agrupar quarks que nunca antes habíamos observado después de más de 50 años de búsqueda”.

Los quarks son uno de los componentes fundamentales de la materia. Los encontramos en el núcleo de los átomos formando tríos en los protones y en los neutrones. En total se conocen seis tipos diferentes de quarks que combinándolos entre sí dan lugar a un auténtico zoo de partículas.

Según el Modelo Estándar, la teoría que explica gran parte de lo que sabemos hoy sobre física de partículas, establece que los quarks se pueden agrupar de dos en dos, formando una pareja quark-antiquark llamándola mesón, o en tres formando lo que se conoce como barión y dando lugar a los conocidos protones y neutrones.

Este modelo de quark propuesto en los años cincuenta por el premio Nobel de física Murray Gell-Mann, no descarta la existencia de partículas que no sigan este esquema. A estas se las conoce como hadrones exóticos y, de hecho, en 2012 ya se anunció el descubrimiento de una nueva partícula compuesta por cuatro quarks.

Después de analizar más de 26.000 posibles candidatos a pentaquark, se ha observado una señal que destaca claramente sobre el ruido estadístico de que algo desconocido hasta ahora había aparecido. Estos resultados se han publicado en la base de datos de libre acceso Arxiv mientras pasan el proceso de revisión por pares para ser publicado en Physical Review Letters. 

Pese a que el LHC se ha puesto en marcha de nuevo recientemente, los datos con los que se ha observado esta nueva partícula corresponden a los obtenidos durante el primer periodo entre 2010 y 2012. Durante los próximos tres años, los nuevos datos aportarán más información sobre si es en realidad una partícula con cinco quarks o en realidad son dos partículas compuestas por dos y tres quarks ligadas entre ellas. El estudio de sus propiedades arrojará luz sobre cómo se forman otras partículas como los protones y neutrones.

El LHC, el Gran Colisionador de Hadrones que se encuentra en el CERN, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, en la frontera francosuiza cerca de Ginebra, está a punto de ponerse en marcha de nuevo.

Después de más de dos años de parón, el 23 de marzo los protones volverán a recorrer unas 11.000 veces por segundo los 27 kilómetros que forman el anillo a velocidades cercanas a la de la luz. Durante estos dos años, cientos de ingenieros y técnicos han realizado importantes tareas de mantenimiento de la máquina que aseguran su correcto funcionamiento durante este segundo periodo que se espera que dure hasta 2018.

Descubrimientos del LHC

El 4 de julio de 2012 se anunció el descubrimiento ansiado del bosón de Higgs. Han hecho falta más de cuarenta años para que la predicción teórica llevada a cabo por el físico escocés Peter Higgs, se hiciera realidad (y con ella su premio Nobel). Hemos necesitado aceleradores tan potentes como el LHC para dar con la pieza clave del Modelo Estándar de la física de partículas.

No obstante, el LHC ha llevado a cabo muchos más experimentos que no tienen relación directa con el bosón de Higgs. Se han realizado medidas precisas de fenómenos ya conocidos como las masas del top quark o del ángulo de violación de la simetría CP. A su vez, en el experimento LHCb, uno de los cuatro experimentos que se encuentran en el LHC, se han descubierto nuevas resonancias, es decir, nuevas configuraciones que dan lugar a nuevos tipos de partículas jamás observadas hasta el momento. Es mucho todavía lo que nos queda por descubrir en los próximos años. Citando a Martí i Pol: “Tot està per fer i tot és possible”, (todo está por hacer y todo es posible). 

La supersimetría y el origen de la materia oscura

El bosón de Higgs ha levantado mucha expectación desde entonces, así como lo ha hecho el propio LHC. Todos tenemos los ojos puestos en este segundo periodo donde quedan muchas cosas por descubrir. El incremento de energía nos va a permitir generar una cantidad todavía más grande de bosones de Higgs, de manera que vamos a poder incrementar la precisión de nuestros experimentos y así desvelar el el origen concreto del Higgs. Como dice la expresión británica, “el demonio está en los detalles”.

Otro de los grandes misterios por resolver es la existencia de supersimetría. La supersimetría es una teoría que complementaría el actual Modelo Estándar de la física de partículas y que explicaría algunas de las cuestiones que todavía quedan por explicar. Dicha teoría dice que por cada partícula que hoy conocemos existe una correspondiente partícula supersimétrica.

Si se confirmase, la supersimetría podría desvelar cuál es el origen de la materia oscura que compone alrededor del 23% de todo lo que hay contenido en el Universo. También permitiría solucionar algunos problemas asociados con el bosón de Higgs y que hoy siguen siendo un misterio.

¿Por qué el Universo está hecho de materia y no de antimateria? Esa es la pregunta que intentan responder los científicos de algunos de los experimentos que tienen lugar en el CERN. Creemos que el Universo se debería haber creado con la misma cantidad de materia que de antimateria.

No obstante, la parte que observamos del Universo está en su totalidad compuesta por materia ordinaria. ¿Qué ha pasado con la antimateria proveniente del Big Bang? Creemos que en realidad inicialmente hubo una pequeña descompensación y que por cada mil millones de partículas de antimateria, se crearon mil millones y una partículas de materia. Toda materia se aniquiló con la antimateria menos esas partículas que son las que forman hoy nuestro Universo.

El aumento de energía en el LHC dará lugar a una mayor producción de partículas de antimateria que aportarán una información valiosísima para intentar dar respuesta a esta cuestión.

Más allá de la cuarta dimensión

Si entramos en terrenos que hasta hoy han sido propiedad de la ciencia ficción, encontramos investigaciones sobre dimensiones adicionales. Nuestro universo podría estar compuesto por más dimensiones además de las tres a las que estamos acostumbrados. Dimensiones extra a las cuales no tenemos acceso, pero la gravedad por ejemplo, sí podría tenerlo. Estas dimensiones extra podrían detectarse como resultado de la detección de nuevas partículas que solamente tendría sentido considerar si existen nuevas dimensiones por las cuales pueden moverse. Si ese fuese el caso, podríamos llegar a entender por qué la gravedad es una fuerza tan débil comparada con el resto de fuerzas de la naturaleza.

En los primeros instantes del Universo, justo después del Big Bang, el estado de la materia no era exactamente como el que conocemos hoy en día. Toda la materia formaba una sopa cósmica que hoy conocemos como plasma de quarks y gluones, los componentes de los protones y neutrones. Para recrear esa sopa se hacen colisionar núcleos de plomo. A mayor es la energía de la colisión, más cerca del momento cero podemos observar.

Más colisiones, más partículas, más información

Para llevar a cabo este nuevo conjunto de experimentos, la energía a la cual van a circular los protones en el LHC se va a incrementar considerablemente, pasando de los 4 teraelectronvoltios (TeV) a los 6.5 TeV. Esto nos permitirá explorar regiones nunca vistas y nos da la oportunidad de analizar un poco más de cerca los instantes posteriores al Big Bang. Este incremento de energía ha requerido más de dos años de parón técnico en los que se han llevado tareas de mantenimiento y sustitución de algunas de las partes fundamentales del acelerador.

Entre otras muchas tareas, se han substituido 18 de los 1232 imanes superconductores que componen el anillo y que permiten curvar los protones en su trayectoria circular. Se han revisado todas y cada una de las interconexiones entre estos imanes y se han instalado sistemas de seguridad que previenen de incidentes como el que ocurrió en 2008 y que retrasó la puesta en marcha del LHC casi dos años más.

Desde el punto de vista operacional, los haces de protones van a ser más pequeños todavía en los puntos de colisión. De esta manera se incrementa el número de colisiones que se producen cuando los dos haces colisionan enviando así mucha más información al detector. A su vez, se va a reducir el tiempo que separa dos paquetes consecutivos de protones, pasando de 50 a 25 nanosegundos (una mil millonésima de segundo).

Al aumentar su energía, los protones emitirán más radiación y los componentes electrónicos del acelerador han de estar preparados para soportar altas dosis. Para ello, se han realizado más de 40.000 pruebas y se han reemplazado muchos de los materiales por otros más resistentes a la radiación.

El aumento de energía también conlleva que las cavidades de radiofrecuencia, que son las encargadas de acelerar el haz mediante campos eléctricos, tengan que funcionar a un voltaje más alto.

Otro de los sistemas que se han revisado ha sido el sistema de vacío. La tubería por la cual circulan los protones debe contener el mínimo número de moléculas de aire para evitar que estas choquen y el haz desintegre rápidamente. Para ello, un potente y complejo sistema de vacío no solamente elimina el aire del interior del LHC si no que se encarga también de eliminar las partículas que el haz va arrancando de las paredes metálicas a su paso. Mantener este alto vacío va a ser uno de los grandes retos de los próximos años.

La nueva era de los exploradores

La ciencia sigue hoy los pasos de los antiguos exploradores. Aventurándonos en lo desconocido y abriéndonos camino en zonas nunca antes contempladas, nos adentrándonos poco a poco en la era del conocimiento.

No sabemos si vamos a encontrar lo que buscamos. Es más, nos encantaría encontrar algo que nunca antes nos habíamos imaginado. La conciencia de nuestra ignorancia es lo que nos hace humanos. Y también lo que nos hace avanzar cada día, como decía Carl Sagan: “el estudio del Universo es un viaje para autodescubrirnos”.

El CERN ha puesto a disposición del público parte de la información relativa al experimento CMS (Compact Muon Solenoid) que tiene lugar en el LHC (Large Hadron Collider o Gran Colisionador de Hadrones). A través del portal Open Data de la organización se pueden consultar y descargar los datos, que se han separado en dos selecciones principales: los destinados a la comunidad investigadora y los orientados a fines educativos.

En los picos de rendimiento tienen lugar 1.000 millones de colisiones de protones cada segundo en el detector CMS del LHC. El CMS ha recogido 64 petabytes (cantidad equivalente a más de 64.000 TB) de información sobre estas colisiones hasta el momento. Y parte de esta información es la que se ha hecho pública.

Los datos fueron recogidos en el año 2010 y su puesta a disposición del público forma parte del compromiso del experimento CMS (uno de los que se llevan a cabo en el LHC), que ha establecido sacar a la luz la información tres años después de haberla obtenido y una vez los investigadores la hubieron estudiado a conciencia. Héctor García Morales, físico de la Royal Holloway University of London, apunta que se han publicado dos tipos de datos: los primarios y los derivados. “Los primarios serían los datos más o menos tal cual salen del detector mientras que en los derivados solamente parte de la información se mantiene, aquella información que cumple una serie de requisitos. El resto de colaboraciones (ATLAS, ALICE y LHCb) por el momento solamente han colgado los datos derivados. La idea es que las diferentes colaboraciones vayan colgando los datos primarios unos tres años después de haber sido obtenidos y después de haber sido analizados por las propias colaboraciones. Es decir, cada año irán saliendo los primarios de hace 3 años”, comenta García Morales.

Toda la información se ha publicado bajo licencia Creative Commons CC0, que convierte estos recursos en dominio público. Además, los datos y el software cuentan con un identificador DOI, que permite citarlos en artículos científicos y localizarlos fácilmente en internet.

El CERN también facilita el acceso a software de código abierto para leer y analizar la información disponible, así como la documentación necesaria y las instrucciones para facilitar su instalación y uso. Uno de los deseos expresados desde el CERN es que esta información se pueda volver a analizar décadas después. No en vano, hacerla pública es una forma de conservarla. Todos estos datos se unen a los papers ya publicados por el centro de investigación.

Solo se han hecho públicos los datos que actualmente ya no están siendo objeto de análisis. Liberarlos es una manera de hacer que sigan siendo aprovechables aunque el CERN no esté trabajando con ellos.

La clasificación de los datos en cuatro niveles

EL CERN ha dividido la información en cuatro niveles, con diferente accesibilidad y target para cada uno de ellos. El nivel 1 comprende cualquier información incluida en las publicaciones sobre el experimento CMS, así como cualquier anotación numérica que las complemente. El nivel 2 está orientado al sector educativo. Consta de ejemplos para que docentes y estudiantes se familiaricen con la información. Se trata de una primera toma de contacto, para que los alumnos tomen conciencia de cómo funciona el análisis en física, pero las herramientas no ofrecen la capacidad de profundizar demasiado.

El nivel 3 es el destinado a científicos especializados y está compuesto por los datos que los investigadores dentro del experimento CMS utilizaban para sus análisis. Se puede acceder a representaciones significativas de la información, simulaciones y la documentación que ayuda a comprender el resto de recursos, así como el software para analizar los datos. En cuanto al nivel 4, consiste en toda la información en bruto sobre las colisiones, pero sin identificar los elementos, y no se hará pública. Aparte de esta clasificación, todos los artículos y los resultados de los análisis están recopilados en un sitio web para su consulta gratuita.

Datos moldeados con fines educativos

Además de la información sobre el experimento CMS, el CERN también ha liberado la referente a otros experimentos del LHC, como son ALICE, ATLAS y LHCb. La información referente a cada uno de ellos ha sido preparada para su uso por parte del sector educativo, con herramientas de visualización.

La información está en internet, accesible para cualquiera. Pero lo cierto es que es necesario contar con conocimientos avanzados de física para dar cierto uso a los datos. De hecho, los científicos del CERN trabajan en grupos y se apoyan los unos en los otros durante meses y años para, a veces, llevar a cabo un único análisis. Además, hay que entender el software que se usa, lo que conlleva un proceso de aprendizaje para alguien que no está habituado a utilizarlo.

Por eso el CERN ha lanzado un programa piloto destinado a la educación. Está parcialmente financiado por el Ministerio de Educación y Cultura de Finlandia. Se compartirán datos del CMS con escuelas de Finlandia y esta información formará parte de una plataforma general proporcionada por el Centro IT para la Ciencia de Finlandia. El desarrollo de la plataforma se hizo en el CERN. Finlandia ha sido escogida por su cercanía con el centro de investigación, pues las escuelas de este país visitan las instalaciones asiduamente y el profesorado tiene una preparación notable en física de partículas.

Desde el CERN apuntan que uno de los objetivos de este programa piloto es dar facilidades a la gente para construir herramientas educativas con la información procedente del CMS, posibilitando así que los estudiantes de instituto puedan llevar a cabo algunos análisis reales.

Cómo acceder a los datos

El objetivo del CERN es que la información sea accesible para una audiencia más amplia. Para facilitar esta tarea es el motivo por el que ha contado con la experiencia del Centro IT para la Ciencia de Finlandia, que ha proporcionado aplicaciones para imitar el entorno de investigación a pequeña escala.

Al entrar en el portal Open Data del CERN lo primero que aparecen son dos categorías: ‘Educación’, a la izquierda, e ‘Investigación’, a la derecha. Al pinchar en el primero la información aparece más accesible. Se incluyen datos seleccionados cuidadosamente. Los datasets (paquetes de información) se pueden usar accediendo la imagen en forma de máquina virtual del entorno CMS u otras herramientas. Junto a cada dataset aparecen las instrucciones para usar la información. Los datos se puede visualizar directamente en la web, aunque también es posible descargar los archivos en formato CSV, para abrirlos en una tabla.

Acceder a los datos destinados a investigadores es más complejo. “El problema de estos paquetes de datos es que hay muchísima información. No es quizás la complejidad de la misma sino más bien el volumen. Para poder analizar grandes cantidades de datos se requiere una potencia bastante alta”, señala García Morales. Lo primero es instalar la herramienta de código abierto VirtualBox para ejecutar máquinas virtuales. Eso sí, la última versión cuya compatibilidad se ha comprobado con la máquina virtual del CERN es la 4.3.14, que se puede descargar aquí. A continuación hay que descargar la máquina virtual del experimento CMS desde aquí.

VirtualBox importa la imagen del entorno CMS, que se ejecuta al lanzar la máquina virtual. En la interfaz gráfica de usuario aparecerá el entorno CMS y ahora toca comprobar que todo se ha instalado correctamente. En la web del CERN están las instrucciones para hacerlo.

A la hora de navegar en la sección ‘Investigación’ del portal Open Data, la información está agrupada en paquetes o AOD (Analysis Object Data). Cada uno de estos paquetes tiene un tamaño de varios GB o TB, con lo que se necesitan sistemas con gran capacidad de almacenamiento para descargarlos. Dentro de un AOD se pueden encontrar índices además de los archivos correspondientes.

Imagen: µµ

En 1958, cuatro años después de su creación, llegaba al Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) el primer ordenador del que ha pasado a ser el mayor laboratorio de investigación en física de partículas a nivel mundial. Las instalaciones, que ocupan unas 600 hectáreas en la frontera franco-suiza, se convirtieron en el foco de atención cuando, hace ya dos años, un equipo de científicos logró observar un grupo de diminutas partículas que hasta entonces solo habían aparecido en los enrevesados teoremas de los libros.

El descubrimiento marcó un antes y un después en la ciencia de lo (prácticamente) invisible: el bosón de Higgs había emergido de las profundidades atómicas para sorprender al mundo. La gente hablaba de él por la calle, las explicaciones sobre la naturaleza de 'la partícula divina' se multiplicaban, copaba las portadas de los periódicos y hasta las abuelas mencionaban a Higgs entre puntada y puntada de ganchillo. Había nacido una estrella.

Entre tanta expectación, pocos repararon en el trabajo que respalda a tal hallazgo, y a todos los experimentos que no se han visto reflejados en la prensa. Años de investigaciones y resultados contenidos en miles de documentos, bases de datos y cálculos de variables infinitas.

El volumen de información generado entre las paredes del laboratorio europeo no cabe en memorias USB, ni aunque todos los miembros de la institución llevaran una en el bolsillo.

“Los datos del CERN representan la historia de la investigación humana en física de alta energía”, asegura a HojaDeRouter.com Alberto Pace, director del Departamento de Datos y Almacenamiento de la institución. Pace dice que la información no solo les pertenece a los científicos, sino que es propiedad de toda la humanidad, así que su deber es guardarla “para siempre”. Este compromiso es inherente a la investigación que se desarrolla en el centro, y ha sido posible en gran parte gracias a la evolución de la informática y la tecnología que allí utilizan.

Una calculadora gigante

Volvamos a los orígenes, a aquel ordenador que instalaron en los 50: un Ferranti Mercury que ocupaba una habitación entera y cuya capacidad de cálculo se aproximaba bastante a la de una calculadora de las más simples de hoy en día. El almacenamiento que permitía su escasa memoria de núcleos magnéticos equivale al generado por una sola de las colisiones entre protones que tienen lugar en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés, un enorme tubo kilométrico que recorre las entrañas del CERN), donde apareció por primera vez la famosa partícula.

En 1960, la antigualla fue sustituida por un equipo más moderno, un IBM 709, que llegó en avión al aeropuerto de Ginebra. Pero la verdadera hazaña informática, también fruto del gran volumen de documentos que los investigadores generaban, tuvo lugar algunos años más tarde.

En 1989, uno de los científicos del CERN, Tim Berners-Lee, describía por primera vez el protocolo de transferencia de hipertexto. Bautizó su primera creación como Enquire, una base de datos para organizar la ingente cantidad de información que comenzaba a acumularse sin control. Inventaba así lo que posteriormente constituiría nada menos que la 'World Wide Web': la telaraña cibernética que hoy conecta todos los ordenadores del mundo para transferir imágenes, archivos y todo tipo de documentos a través de internet.

Berners-Lee utilizó para diseñar la Web un equipo que se convirtió en el primer servidor del laboratorio: un ordenador NeXT, diseñado por el mismísimo Steve Jobs durante su etapa fuera de Apple, que pese a su potencial nunca tuvo mucho éxito en el mercado.

La computación avanzaba a pasos agigantados en el CERN, pero la capacidad de almacenamiento continuaba brillando por su ausencia. Un disquete de finales de los 80 podía guardar como mucho medio megabyte. Y había que viajar hasta China para encontrar un disco duro de 10 megas que tardara ‘solo’ un minuto en ejecutar cualquier acción.

Hoy en día hay algún que otro equipo más. “Tenemos un centro de datos integrado por más de 10.000 servidores que albergan 80.000 discos duros”, señala Pace. La instalación, ubicada en el edificio 513 desde 1972, consta de dos partes: la sala principal, de 1.400 m, y un sótano de 1.200. Los equipos garantizan el almacenamiento y la accesibilidad de los datos más recientes.

Para los archivos antiguos el procedimiento cambia. “Utilizamos cintas magnéticas que tienen la ventaja de que son más fiables, no consumen electricidad y no se pueden eliminar en cuestión de segundos”, prosigue.

Cuando todas las máquinas del edificio 513 trabajan a pleno rendimiento, generan enormes cantidades de calor. Recordemos que en un principio la estancia estaba pensada para albergar un superordenador en una esquina, no varios miles de procesadores. Para enfriarlos, los corredores siguen una configuración concreta: los equipos están colocados para que expulsen el aire caliente en la misma dirección, a un pasillo ‘cálido’. La refrigeración llega desde abajo. Unas tuberías toman aire del exterior, lo enfrían y lo introducen en la sala desde el suelo. En invierno ahorran energía, porque no es necesario disminuir su temperatura.

Se necesitan refuerzos

La necesidad de espacio sigue creciendo. En 2012, el laboratorio europeo incluyó en su infraestructura de datos al Centro Wigner de Investigación en Física de Hungría, para aumentar la capacidad de análisis con 20.000 procesadores y de almacenamiento con 5,5 petabytes libres. Es también una manera de garantizar la recuperación de los archivos si los sistemas informáticos de la sede principal fallasen. Por si esto fuera poco, el año pasado se incrementó el suministro eléctrico del centro suizo (de 1,9 MW a 3,5) por si necesita añadir servidores a su flota.

Uno de los equipos más prolíficos en la generación de información científica es el LHC: cuando se pone en marcha puede producir una media de 100 terabytes diarios. “La información bruta es generada a una velocidad de 1 millón de gigabytes por segundo”, indica John Rollason, uno de los responsables de la empresa NetApp, una de las compañías externas que gestiona las bases de datos del CERN desde 2007. “Este volumen se convierte después en datos legibles y tratables que son analizados posteriormente, lo que supone más de 20 petabytes al año”, continúa.

El LHC está actualmente parado, pero comenzará a funcionar de nuevo en 2015 con una potencia superior a la utilizada durante las primeras fases del experimento ATLAS, en el que se descubrió el Higgs. Concretamente, el doble. Más potencia significa también una mayor cantidad de colisiones y, por tanto, de datos. Para hacerse una idea: estos choques suceden unas 40 millones de veces por segundo. Los cuatro enormes detectores (una especie de cámaras digitales) tienen que tomar millones de fotografías y los sensores deben medir cientos de variables para no perderse detalle.

Con tal cantidad de información que procesar, analizar y conservar, no es de extrañar que desde 2002 el LHC disponga de su propia Red Mundial de Computación (la ‘Worldwide LHC Computing Grid’, en inglés), basada en el primitivo Enquire de Berners-Lee. Funciona con su versión particular del sistema operativo Linux, el ‘Scientific Linux’.

Esta tecnología se apoya en dos estructuras más: la ‘European Grid Infraestructure’ y la ‘Open Science Grid’ estadounidense, además de otras a nivel regional, como la TWGrid de Taiwan y la EU-IndiaGrid, de la que se sirven distintos centros científicos de Europa y Asia.

El responsable del CERN menciona algunos de los retos a los que se enfrentan los ingenieros informáticos de la institución: “Tenemos que almacenar los datos a tiempo real (entre 6 y 7 gigabytes por segundo), asegurar su mantenimiento al menor coste posible y distribuirlos al resto de centros de datos de los niveles uno y dos”.

Rollason añade uno más: “Hay que anticiparse a las necesidades de los científicos que hacen los experimentos”. Estos requerimientos son impredecibles y cambian tan rápidamente como los resultados de las investigaciones. “Los iones de plomo dan lugar a colisiones especialmente complicadas que pueden hacer imposible estimar la velocidad de generación de datos”, dice el responsable de NetApp. “Una vez, esta tasa llegó a superar cinco veces a la que habíamos previsto”.

Los escalones de la tela de araña

Como indica Pace, la red o ‘grid’ por donde circula toda este flujo de información se estructura en niveles. El cero (‘Tier-0’) corresponde al centro de datos ubicado dentro de las fronteras del CERN, junto con su análogo húngaro. Allí es donde se almacena la información bruta y tienen lugar las primeras etapas del tratamiento: se filtra mediante ‘software’ especializado para detectar las novedades en las mediciones, se eliminan las que no tienen ningún interés y se reestructuran las defectuosas.

Después, los datos son enviados a instalaciones científicas de otras partes del planeta. “Cientos de universidades y laboratorios están colaborando en nuestros proyectos”, señala el miembro del CERN. En la actualidad, la red del LHC conecta miles de ordenadores y sistemas de almacenamiento de más de 130 centros situados en 40 países.

Una conexión de fibra óptica con una velocidad de 10 gigabytes por segundo vincula el nivel cero con los 15 enclaves que constituyen el siguiente escalón. Uno de ellos es el Port d’Informació Científica (PIC), un centro tecnológico catalán en cuya gestión colaboran la Universidad Autónoma de Barcelona, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, la Generalitat de Cataluña y el Instituto de Física de Altas Energías.

El PIC y el resto de instituciones que integran el nivel uno, proporcionan soporte a la red, almacenan y procesan una parte de los datos. Además, redistribuyen otros tantos al segundo nivel, que se encarga de analizar y realizar las simulaciones correspondientes. Unas 155 universidades y otras instituciones científicas conforman esta parte del sistema (siete en España).

El último, el nivel 3, está integrado por los sistemas informáticos a nivel local, es decir, los equipos de los propios investigadores que trabajan desde cualquier parte del mundo.

En los tiempos de Berners-Lee era impensable que un físico del otro lado del charco pudiera utilizar los mismos archivos que él, en las mismas condiciones y al mismo tiempo. Desde entonces, los servidores del CERN han pasado de ser uno (el mítico NeXT) a integrar un ejército de más de 10.000, sin contar con la biblioteca de cintas magnéticas que almacenan la información más antigua.

“Los datos de los experimentos iniciales son una pequeña fracción de los que se producen en los de nueva generación”, señala Pace. Y el CERN no tiene pensado cerrar sus puertas, así que el número de equipos solo puede crecer en línea con su filosofía de guardar el conocimiento que genera por los siglos de los siglos.

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Las imágenes que aparecen en este artículo son propiedad, por orden de aparición, de CERN(1), HoangP, CERN(2), CERN(3), CERN(4), CERN (5), Cory Doctorow, WLCG, CERN (6)

En estas fechas se están cumpliendo dos años del descubrimiento más importante que se ha hecho en las últimas décadas en física de partículas. El bosón de Higgs tomó un carácter mediático nada más salir a la luz y han sido muchos los artículos, libros y documentales que se han dedicado a explicar de manera más o menos comprensible el mecanismo que se esconde detrás de él. Gran parte de la publicidad que se ha generado en torno a tan preciada partícula es gracias, precisamente, al lugar donde se descubrió: el CERN.

El CERN y su historia

El CERN es el Laboratorio Europeo de Física de Partículas y el más grande del mundo. Cuenta con más de 3.000 personas en sus filas pero al mismo tiempo establece relaciones de colaboración con más de 10.000 alrededor de todo el mundo. En el CERN no solamente se pueden encontrar físicos. Más bien todo lo contrario. Entre el personal podemos encontrar numerosos ingenieros de todas las especialidades (mecánico, químico, de materiales, electrónico), informáticos, arquitectos, personal de administración y servicios, contabilidad, relaciones públicas y servicio de prensa entre muchos otros.

Se encuentra cerca de Ginebra y la frontera pasa por medio del laboratorio, de manera que podemos estar trabajando en nuestra oficina en Suiza e ir a comer a Francia (ese es mi caso).

El CERN se fundó en 1952 con el apoyo de 12 países europeos, entre los cuales no estaba España. Mientras que la ciencia en Estados Unidos crecía rápidamente gracias al impulso que había proporcionado el desarrollo de la bomba nuclear y a que muchos de los científicos del antiguo continente habían cruzado el Atlántico, Europa por su parte, todavía se encontraba recuperándose de los estragos causados por la Segunda Guerra Mundial.

En un tratado de colaboración sin precedentes, los grandes científicos europeos decidieron que la única manera de poder competir con el avance científico norteamericano era trabajar conjuntamente en la creación del CERN. El primer gran colisionador de partículas fue el Proton Synchrotron (PS) que todavía hoy sigue en funcionamiento. A lo largo de las siguientes décadas, se han ido desarrollando nuevos aceleradores cada vez más potentes que han permitido descubrir nuevas partículas y fenómenos fundamentales de la naturaleza que llevaron a la obtención el 1984 del premio Nobel a Carlo Rubbia por el descubrimiento de los bosones Z y W y a Simon van der Meer por el avance de las técnicas de los aceleradores. Hoy en día, la colaboración se ha extendido a nivel global.

Qué hay que hacer para visitar el CERN

Visitar el CERN es muy sencillo, pero se recomienda planearlo con tiempo para que el viaje sea más barato y, sobretodo, para que la visita sea más completa. La manera más sencilla de reservar una visita es mediante la página web del servicio donde se puede ver la disponibilidad. Es probable que para las fechas que estáis pensando hacer el viaje, ya haya algún grupo que haya concertado visita en alguno de los idiomas que conozcáis. Si no, podéis pedir que os creen un grupo nuevo. Aquí seguramente contará el número de personas que tengáis pensado ir. Cuanta más gente, más fácil será reservar una plaza. Si el inglés o el francés no os suponen un problema, podéis uniros a los numerosos grupos que visitan al CERN a diario en este idioma. Si no habéis podido o no habéis encontrado un hueco en las fechas que os gustaría no os preocupéis, podéis presentaros directamente allí y el servicio de visitas os dará alguna solución. Eso sí, probablemente la solución sea en inglés. No hace falta decir que las visitas son totalmente gratuitas (y los guías no aceptamos propinas).

Cómo llegar

La opción más sencilla para llegar hasta Ginebra desde España es el avión. Dos compañías tienen vuelos directos desde varias ciudades: Swiss e Easyjet. La segunda es más barata que la primera, aunque la primera te regala una chocolatina de chocolate suizo. Reservando el vuelo con tiempo y sin tener en cuenta fechas especiales, el precio de ida y vuelta puede rondar entre los 60 y los 90 euros por persona desde Barcelona por ejemplo.

Una vez en el aeropuerto, se puede coger un taxi, aunque el CERN está muy cerca, así que lo más recomendable es coger un autobús que te lleve a la parada de Blandonnet situada debajo de un puente. Entonces hay que subir las escaleras que van a dar a la parada del tranvía donde hay que coger el número 18 destino CERN. La última parada se encuentra situada entre la recepción principal (edificio 33) a la izquierda (según el movimiento del tranvía) y el globo a la derecha. Tanto si tenéis una visita concertada como si no, hay que dirigirse al edificio 33 y allí se puede encontrar personal dispuesto a ofrecer información.

Qué ver

Pese a que en el CERN se desarrollan estudios de física de partículas, de tecnología de aceleradores e informática entre otros, podemos decir que el propósito principal de la visita al CERN es para saber cómo funciona el LHC y cuáles son las preguntas que los experimentos intentan resolver. Así que el itinerario de las visitas guiadas se centra en aquellos sitios relacionados con le LHC, que son a su vez, casi todos. A continuación introduciré brevemente cada uno de los sitios que se visitan, no desvelando los detalles y explicaciones que seguro que el guía que es lleve por las instalaciones dará.

Introducción por un guía oficial

Los guías oficiales son investigadores del CERN que voluntariamente se ofrecen para guiar a las visitas a lo largo y ancho del CERN. Éstos o éstas pueden ser desde estudiantes de menos de 25 años o gente con más de 40 años de experiencia en el CERN. No hay que subestimar las capacidades ni de unos ni de otros. Él o ella, después de una breve introducción, dará las indicaciones que debéis seguir durante la visita y sobretodo, él es el experto que va a resolver todas las preguntas que aparezcan durante la visita.

La magia del Globo de la Ciencia

El Globo de la Ciencia y la Innovación se ha convertido en el símbolo del CERN después de que el cantón de Ginebra regalase esta estructura de madera por la conmemoración del 50 aniversario desde la creación del centro. Dentro del edificio se puede encontrar un auditorio y una exposición llamada “El universo de partículas” donde el visitante puede encontrar diferentes elementos que rodean el mundo de la física de partículas. Y, cada media hora (cada hora y cuarto en francés y cada hora y tres cuartos en inglés) un vídeo proyectado en las paredes interiores del globo. Todo se encuentra en un ambiente muy especial y atractivo.

La foto de familia

Como en todos los sitios turísticos, en el CERN también existe un lugar donde es típico hacerse la foto. Delante del Globo de la Ciencia y la Innovación se puede encontrar un ejemplar de un módulo criogénico exactamente igual a los que se encuentran en el túnel. Destaca por su color azul típico. Con el globo de fondo, miles de personas han posado para inmortalizar el momento

Un pequeño gran museo: Microcosmos

Justo después de la entrada a la recepción se puede encontrar un pequeño museo donde se exponen algunos de los conceptos básicos que explican algunos de los fenómenos que tienen lugar en los experimentos del CERN, así como muchos elementos desmantelados de antiguos experimentos.

ATLAS visitor center

Uno de los sitios típicos a visitar es el centro de visitantes del experimento ATLAS. Siempre acompañados de un guía, aquí se puede ver en directo el funcionamiento del detector (siempre que se visite cuando el LHC está en marcha) desde la sala de control. Una breve presentación introducirá al visitante los conceptos básicos de funcionamiento y los distintos tipos de partículas que se pueden detectar. Seguido, se pasa al visionado de un vídeo en 3D sobre la construcción de tan inmenso detector.

SM18

El lugar con el nombre en clave, SM18, es quizás el que más agrada a los visitantes que quieren realmente saber cómo funciona el LHC. SM18 es el hangar donde se han comprobado todos y cada uno de los imanes que se han instalado en el túnel a 100 metros bajo tierra y que se encargan de hacer girar las partículas para que éstas formen una trayectoria circular. Aquí se examina que el comportamiento de dichos imanes sea el óptimo bajo las condiciones de bajas temperaturas extremas (-273 grados centígrados) y de alta intensidad y muy alto vacío. El guía que os lleve explicará con detalle qué significa y porqué son necesarias estas condiciones tan extremas.

Por otro lado también se pueden observar las cavidades de aceleración de protones e iones. Para que las partículas que circulan por el LHC adquieran la energía requerida para las colisiones, se les aplica un campo eléctrico que de manera sincronizada las va acelerando a su paso cada vuelta. En la visita se explica también con detalle este mecanismo y se pueden observar modelos reales de los instalados en el LHC.

Computing Center

El CC o Computing Center es el lugar donde los informáticos más alucinan. Toda la información que se genera en el LHC y en sus experimentos pasa por el gran cerebro del CERN: una granja de computadoras conectadas en paralelo que trabajan a destajo día y noche, además de ofrecer otros servicios al resto del mundo. El guía explicará para qué tanto ordenador y el sistema por el cual la información fluye alrededor del globo terráqueo, el GRID. Además se puede disfrutar de un pequeño museo donde se recogen algunas de las herramientas informáticas del pasado y que hoy vemos como prehistóricas pese a que la mayoría de ellas no tienen ni 40 años.

CLIC

Citando a Albert Einstein: “No me gusta pensar en el futuro pues llega muy pronto” y cuando hace 5 años que se puso en marcha el LHC, los físicos e ingenieros del CERN ya están planeando cómo debería ser su sucesor. Una de las opciones con más peso es CLIC: un acelerador en línea recta de unos 50 kilómetros de largo que colisionará electrones y positrones, la antipartícula del electrón. Si queréis saber más sobre el futuro de los aceleradores, os recomiendo que preguntéis al guía sobre el FCC, o Futuro Colisionador Circular de 100 kilómetros de longitud.

LINAC/LEIR

Otro de los grandes atractivos de la visita es el LINAC y el LEIR. La visita al LINAC incluye la visita a la fuente de donde se extraen los protones que luego colisionarán después de recorrer miles de kilómetros. Junto a la fuente se puede observar el LINAC, que es el primer tramo de aceleración de unos 70 metros de largo donde los protones reciben su primer empujón.

Cerca del LINA, y desde una vista desde arriba se encuentra el LEIR, un acelerador con forma de cuadrado que da el primer empujón a los iones de plomo que también se utilizan para producir otro tipo de colisiones durante unas pocas semanas al año.

CAST

CAST es un detector de partículas instalado en el interior de unos de los módulos criogénicos del LHC. Este detector apunta siempre en la dirección del Sol con el propósito de descubrir el impacto de una partícula hasta hoy hipotética llamada axión.

AD

Si se ha tenido la suerte (o la desgracia) de haber leído la novela o haber visto la película “Ángeles y demonios” probablemente venga a la memoria el tema de la antimateria para crear una bomba que acabe con la ciudad del Vaticano (y media Roma probablemente). Sin entrar en cuestiones religiosas, el sitio del CERN donde se produce y se acumula antimateria se conoce como Antiproton Decelator (AD) junto con sus correspondientes experimentos, como ALPHA.

CCC

Toda gran máquina necesita de una sala de control para manejarla. En la zona de Prevessin, se puede visitar el CERN Control Center, el edificio desde donde se pone en marcha y se controla el LHC y toda la cadena de inyectores. La sala se encuentra dividida en 4 sectores desde los cuales se controlan las diferentes partes del complejo de aceleradores.

Aquí recomiendo preguntarle al guía sobre si hay o no un botón rojo de emergencia y qué pasa cuando se aprieta y también sobre si conoce la anécdota de Neil Armstrong, el primer hombre en pisar la Luna, acerca de éste.

AMS

Pese a que la mayoría de experimentos del CERN se encuentran en la superficie o bajo tierra, hay uno que se encuentra a más de 400 km de altura. Instalado en la Estación Espacial Internacional (ISS) se encuentra el Alpha Magnetic Spectrometer (AMS). La misión del AMS es descubrir tipos de materia poco comunes mediante la detección de los rayos cósmicos que provienen de los confines del universo.

El CERN fue el sitio donde se construyó este detector y es desde donde se hace un seguimiento constante de su funcionamiento, incluyendo su posición alrededor de la órbita terrestre y la monitorización de las partículas detectadas en tiempo real. La sala de control está dentro del recorrido de la visita donde se puede observar in situ cómo funciona y dónde está en cada instante.

Curiosidades

Aparte del recorrido oficial, el visitante puede descubrir también pequeñas curiosidades que hacen la visita algo más completa. Aquí resumo algunas de ellas pero seguro que se pueden encontrar muchas más.

Detector de rayos cósmicos en la entrada

Cuando se cruza la puerta automática de la recepción (edificio 33), uno se encuentra pisando la superficie metálica con luces de colores encendiéndose y apagándose. Es un detector de rayos cósmicos, partículas muy energéticas que provienen del espacio exterior y que nos atraviesan constantemente. El guía de la visita, seguro que os puede dar mucha más información.

Foto detector rayos cósmicos

Placa de Tim Berners-Lee: creador de la world wide web

Por los pasillos del CERN se puede encontrar la placa conmemorativa de la creación de la World Wide Web (www). Pese a no formar parte del recorrido oficial, no está lejos de una de las rutas principales y quizás el guía pueda acercar al grupo hasta su posición.

Jaula de ratones

A los informáticos del CERN no se les puede tachar de no ser amantes de los animales. Una jaula a la entrada del Computing Center mostrando variedades exóticas de ratones da buena muestra de ello.

Placa de Niels Bohr

De camino al LINAC/LEIR el visitante pasa rápidamente por una placa donde aparece el nombre de Niels Bohr, uno de los fundadores del CERN y también uno de los más grandes físicos de la historia. Hay que estar atento ya que puede pasar desapercibida. Se encuentra exactamente en una de las columnas del exterior de la sala de control auxiliar del CMS.

Nombres de las calles

El visitante puede comprobar sus conocimientos de historia de la ciencia repasando los nombres de las calles del CERN, todas ellas dedicadas a figuras tan importantes como Albert Einstein, Richard Feynman o Marie Curie.

Visitas subterráneas

Desgraciadamente (o afortunadamente ya que si no ningún visitante volvería con vida) las visitas a los experimentos ya al túnel están restringidas a los momentos en los que el LHC no está en funcionamiento. No obstante, durante lo que queda de año 2014 todavía se podrán hacer visitas siempre que se concierten con antelación. El procedimiento es algo más complicado que en las visitas generales. Lo más sencillo es ponerse en contacto con alguien que trabaje allí o preguntar al servicio de visitas si es posible realizar una visita subterránea.

ATLAS

Es el detector más grande de los cuatro. Con sus 40 metros de longitud, sus 25 metros de altura y un peso similar al de la Torre Eiffel, sorprende. Si se ha tenido la oportunidad de visitar el ATLAS Visitor Center, el visitante podrá ver lo que ha podido observar anteriormente en imágenes. Es tan grande que es difícil apreciarlo en todo su tamaño, pero la experiencia de estar delante del detector más grande del mundo es única.

CMS

Tiene una forma similar a ATLAS, pero al tener un tamaño algo más reducido se puede apreciar mucho mejor que el anterior. Es muy interesante ver como todos los componentes del detector están comprimidos de manera que no quede ni un hueco libre por donde las partículas puedan escapar sin ser detectadas.

LHCb

LHCb tiene la particularidad de que no es un detector completo como los anteriores sino que se es medio detector solamente, hecho que lo hace único. Su estructura de láminas hace que se puedan entender mejor las diferentes partes que lo componen.

ALICE

El más pequeño de todos pero no por ello menos interesante. Dedicado a las colisiones entre núcleos de plomo, ALICE se puede observar en todo su esplendor incluyendo detalles que probablemente no se puedan observar en el resto de detectores.

Información práctica

Dónde comer

Si se ha concertado una visita guiada probablemente se tenga la opción de ir a comer a uno de los dos restaurantes del CERN. En ellos se puede encontrar una gran variedad de menús, incluyendo pizza, pasta y ensaladas al gusto. Probablemente los restaurantes del CERN sean los que mejor relación calidad precio tengan en todo Ginebra. Por menos de 15 francos se puede obtener un menú interesante.

Clima

El clima en Ginebra es bastante peculiar. En invierno las temperaturas oscilan entre los -5ºC y los 5ºC con posibilidad de nieve entre noviembre y marzo. La primavera y el otoño son bastantes suaves pero con una alta probabilidad de lluvia. En verano se puede disfrutar de días soleados con temperaturas que pueden llegar a los 30ºC algunos días.

Dónde dormir

El alojamiento en Ginebra puede resultar algo caro y quizás en Francia se puedan encontrar opciones más baratas en Ibis o Holiday Inn. Los grupos de estudiantes suelen alojarse en albergues que están mejor de precio y de una calidad aceptable.

Transporte

Ginebra es una ciudad pobremente adaptada al coche (y mejor así). Es mucho mejor utilizar el transporte público pese a ser un poco caro: 3.5 francos el trayecto simple con derecho a trasbordo durante 90 minutos. El CERN está conectado con el centro de Ginebra mediante el tranvía número 18.

Qué más se puede hacer

Ginebra es una ciudad más bien pequeña donde no hay muchos sitios típicamente turísticos a visitar. Pero sí que es una ciudad muy tranquila por donde pasear a orillas del lago o por el casco antiguo es una de las mejores atracciones. Para los amantes de la montaña, cerca de Ginebra se encuentra el monte Saléve y los montes Jura. En verano, subir y apreciar las vistas de Ginebra y del Lago Léman desde más de 1500 metros de altura es maravilloso.

Para los que prefieran la alta montaña, Chamonix se encuentra a una hora y media de Ginebra donde miles de alpinistas y esquiadores se reúnen en todas las épocas del año para disfrutar de la variedad de actividades que ofrece el macizo del Mont-Blanc.

En marzo se cumplieron 25 años de la creación del sistema de navegación World Wide Web dentro del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear, que es más conocido como el CERN, por su acrónimo en francés. Actualmente, la mayoría de sus usuarios asocian la tecnología de la WWW con el propio concepto de internet, y su crecimiento exponencial ha estado inextricablemente unido a la expansión de la Red en el mundo desarrollado.

Aunque millones de personas acceden cada día a sitios web en busca de entretenimiento, ocio, cultura e información, muchos de ellos desconocen el origen de esta herramienta. En marzo de 1989 Tim Berners-Lee, un científico británico del CERN, propuso el desarrollo de un nuevo método para compartir resultados e información científica entre investigadores de altas energías de todo el mundo. En 1993 ya había desbordado su objetivo inicial, y el CERN permitió que la nueva tecnología fuese de dominio libre.

Ahora bien, no serán pocos los que vinculen al CERN y a otros centros de investigación fundamental a una cantidad ingente de dinero público destinada a la construcción de mastodónticos artefactos, cuyo único propósito es satisfacer la curiosidad de los científicos. Muchos ciudadanos -es decir, contribuyentes- hicieron una mueca confusa ante la noticia bomba del descubrimiento del bosón de Higgs, pero seguro que ninguno necesitó una explicación sobre la WWW al enterarse, quizás gracias a este artículo, de que fue ideada para la misma organización que anunció el descubrimiento de la partícula de Dios.

Por eso es tan importante destacar el retorno que la investigación básica tiene en la sociedad, especialmente en estos tiempos de quebranto. A continuación explicamos 5 ejemplos de aplicaciones interesantes derivadas, o estrechamente relacionadas con la investigación básica desarrollada en el CERN en los aceleradores de partículas de todo el mundo:

Terapia protónica

Se trata de una técnica de tratamiento médico similar a la radioterapia tradicional pero con ventajas sustanciales. En este caso, se ataca el tejido canceroso con protones en lugar de radiación con fotones. La principal diferencia estriba en la capacidad de concentración de la energía sobre el tumor: mientras que la radioterapia tradicional daña los tejidos sanos en su penetración hasta éste, la terapia con protones permite enfocar mucha más energía sobre el área deseada, lo que convierte a este segundo en especialmente indicado para tumores internos.

Además, dichos tumores pueden presentar resistencia a la radioterapia, mientras que son mucho más vulnerables frente al ataque de partículas, lo que eleva los porcentajes de éxito de la terapia protónica muy por encima de los métodos tradicionales. Desgraciadamente, es una tecnología cara, ya que implica la construcción de un pequeño acelerador de protones, similares a los construidos en el CERN.

Tomografía por emisión de positrones

También es conocida como PET por su acrónimo en inglés. Se trata de una técnica in vivo de diagnóstico e investigación, es decir, que permite observar dinámicamente el interior del cuerpo humano y ver cómo se desarrolla a tiempo real. Al paciente se le suministra un fármaco radiactivo de decaimiento rápido que libera positrones, una antipartícula que en contacto con los electrones contenidos en la materia biológica del paciente, libera dos fotones en la misma dirección, pero en sentidos opuestos. El sistema de detección tiene forma de anillo y rodea al paciente, ya que es necesario medir simultáneamente (en escala de nanosegundos) cada uno de los dos fotones emitidos en sentidos opuestos. El sistema de detección del PET está basado en calorímetros, y es esencialmente igual que los utilizados en el CERN.

Transmutación de desechos nucleares

Actualmente, la gran mayoría de las centrales nucleares tradicionales obtienen su energía del procesamiento nuclear de isotopos del Uranio. Cuando se reemplaza el combustible, se extraen los productos de la reacción nuclear y se depositan en una piscina hasta que su radiactividad se reduce lo suficiente como para trasladarlos a un cementerio nuclear donde quedarán confinados. Sin embargo, su desactivación radiactiva llevará decenas de miles de años.

Ante esta perspectiva, la transmutación es una propuesta consistente en reintroducir los productos de fisión en el propio ciclo del combustible nuclear en una suerte de “reciclaje”, donde los desechos se convierten ahora en material fisible, es decir, en combustible de nuevo. Como resultado, los nuevos productos serían ahora isótopos con una vida media de unos 300 años, y por lo tanto, mucho más gestionables. Además, el proceso de transmutación de los productos libera energía por lo que podría aumentarse un 30% la capacidad de las centrales nucleares. Uno de los principales grupos de investigación que desarrollan esta tecnología se encuentra en el CERN y está liderado por el premio nobel Carlo Rubbia.

Radiación de sincrotrón

Hay numerosos aceleradores de radiación sincrotrón en el mundo, incluyendo uno en Barcelona, el ALBA. Probablemente una de las aplicaciones más interesantes del desarrollo de los aceleradores sea el aprovechamiento de la radiación de las partículas para el estudio de la materia en diferentes áreas de la ciencia. Este tipo de aceleradores son construidos ex profeso con varios terminales de medición donde es posible conseguir una resolución energética imposible mediante otros métodos. Esta ventaja junto con otras, permite la caracterización de muestras en un gran rango de aplicaciones que van desde la caracterización de nuevos materiales para la industria aeronáutica o electrónica al funcionamiento biológico de ciertas bacterias, pasando por la medición de reacciones químicas a tiempo real o el desciframiento de la composición de obras prehistóricas en el mundo de la arqueología.

La GRID

Si bien la World Wide Web era un sistema de navegación en internet que permitía el acceso y compartición de información, la GRID es un sistema de computación diseñado para compartir y distribuir recursos entre usuarios. De esta manera, cálculos complejos de procesamiento, pueden ser repartidos por miles de usuarios distintos y heterogéneos (cada uno con su propia capacidad de cálculo).

Los detectores del LHC en el CERN generan unos 700MB por segundo de información. Para agilizar y optimizar el procesamiento de semejante cantidad de datos, el CERN ha desarrollado la Worldwide LHC Computer Grid cuyo propósito es dividir y distribuir la información mediante internet entre miles de centros, para que éstos traten y procesen los datos.

La GRID tiene aplicaciones en cualquier rama de la ciencia y la tecnología que requiera lidiar con una cantidad inmensa de datos. Es por ello que ha tenido un papel importante en el desciframiento del genoma humano o simulaciones de todo tipo de sistemas complejos, desde la predicción de escenarios económicos a la meteorología. Incluso en la búsqueda de vida extraterrestre promovida por la iniciativa SETI@home, donde cualquier persona puede poner los recursos de su ordenador doméstico a disposición de semejante fin.

Cuando pienses que el CERN y la ciencia básica es un sumidero de dinero público, recuerde cómo ha llegado a leer este artículo.

Foto: Henry Mühlpfordt

“Vaya una estupidez, dar un premio a eso que no entiende nadie”. Esta frase, recogida al vuelo en una cafetería cualquiera por un buen amigo, refleja con crudeza y realismo dónde se encuentra España en lo que a política científica se refiere.

Como ya habrán intuido, no es más que un comentario anónimo de un español anónimo al enterarse por la televisión de la concesión del premio Príncipe de Asturias –rama de Ciencias– a la prestigiosa institución científica CERN (Laboratorio Europeo de Física Nuclear) y al padre del bosón de Higgs, Peter Higgs. Esta sentencia condensa en sí misma casi todos los males, algunos endémicos pero otros coyunturales, de la Ciencia en nuestro país. El más terrible, la ignorancia científica generalizada, situación que puede perpetuarse si nuestro sistema educativo no cambia radicalmente de cabo a rabo y deja de primar los intereses de los políticos sobre los de la sociedad.

Pareja responsabilidad en este estado de analfabetismo global la tienen los medios de comunicación –que, por lo general, informan poco y mal de las cuestiones científicas– y, por supuesto, los mismos científicos. Y es que no consideramos como una parte esencial de nuestras obligaciones la divulgación, enfrascados como estamos en publicar compulsivamente, generar méritos de excelencia o rellenar un sinfín de peticiones de financiación aquí y allá sin otro ánimo que conservar la silla –o la muchas veces endogámica cátedra–, que ahora tan peligrosamente se tambalea. Si pensamos que nuestros líderes políticos no son sino una extracción –de mayor o menor calidad– de nuestra sociedad, no podemos esperar nada especialmente bueno en lo que a interés por la Ciencia se refiere.

Las comparaciones son odiosas, pero la tantas veces repudiada Angela Merkel se licenció en Físicas. El mismo papa Francisco tiene estudios en Químicas. Ni una ni otro se plantearían cerrar sus observatorios astronómicos, por ejemplo, y aunque no se lo crean el Vaticano tiene uno, y bastante bueno. Aquí, sí. Aquí han sentenciado ya al segundo observatorio nacional –el andaluz Calar Alto–, y el primero –el Instituto Astrofísico de Canarias– apenas puede pagar los recibos de la luz. Doy fe, aunque no la tenga. Y estamos hablando de una de las pocas disciplinas científicas en las que obtenemos diploma olímpico en cuanto a resultados se refiere. Del resto, mejor no hablar.

Sigamos con el análisis de nuestra inicial frase lapidaria, la misma que Hacienda ya está grabando –que no gravando, aunque igualmente podría– en nuestra losa funeraria. ¿Por qué premiar (esto es, pagar con dinero público y sufragar costosos banquetes y recepciones, amén de otras onerosas cuestiones protocolarias) a una entidad ya suficientemente reconocida internacionalmente? Me temo que forma parte de ese pomposo concepto abstracto que los políticos denominan “estabilidad institucional”, ese empeño enfermizo en no tocar nada aunque ya nada funcione.

Estos premios –y otros más, no crean– fueron ideados con la premisa inicial de proyectar una imagen nacional idílica en el exterior, y no tanto por reconocer a los premiados, como sería lo lógico. Dejando de lado el hecho casi incontestable de la caída en picado de la institución monárquica –víctima de sus propios errores más que de su intrínseco anacronismo–, ¿por qué premiar al CERN? ¿Acaso nos sobra el dinero? No lo parece, puesto que su propio director general afirmaba que España, a finales de 2012, debía como socio que es más de 110 millones de euros, quedando al menos 55 de ellos pendientes de pago.

Tenemos deudas similares con otras organizaciones científicas internacionales, como la Agencia Espacial Europea (ESA) y el Observatorio Europeo Austral (ESO). El ridículo es aún mayor si pensamos que, por ejemplo, hasta hace dos años seguíamos en el empeño de traer a España –a los inmejorables cielos de Canarias, concretamente– el futuro mayor telescopio del mundo. Ahora somos incapaces de aportar la cantidad mínima exigida (unos 4 millones de euros adicionales) para entrar en el consorcio.

El desatino es de tal magnitud que, incluso, la propia sociedad civil –la misma a la que más arriba tildaba yo con arrogancia de “ignorante” – ha planteado propuestas pidiendo este ingreso apoyadas con más de veinte mil firmas. La respuesta a este caso concreto por parte de los políticos de la Secretaría de Estado de Investigación ha sido tan decepcionante como sonrojante, excusándose en los recortes presupuestarios y pasando la pelota –o tirando la piedra, como prefieran– al frágil tejado de cristal de la empresa privada.

Este sector, el de la ingeniería aeroespacial española, es tan puntero en calidad como inestable en el plano económico, y asiste con un pánico atroz al desarrollo de los acontecimientos. Una expulsión –algo que entra dentro de lo posible– de estos selectos clubes de tecnología, innovación y desarrollo por causa de nuestra morosidad, supondría en la práctica el colapso del sector, sector que viene generando –a pesar de las magras ayudas estatales– un retorno positivo en lo económico desde hace varios años. Una tragedia en toda regla, que obligaría a nuestros jóvenes más formados y que trabajan en el ámbito privado a cerrar las maletas casi al mismo tiempo que lo hacen aquéllos que desarrollan tareas similares en el ámbito público. Resumiendo, “vente a Alemania, PP”.

No se trata aquí de discutir sobre la necesidad de reducir el gasto público global, que a algunos nos parece inevitable. Ni siquiera de hacer escarnio público de la gestión nefasta –y en muchos casos trufada de corrupción pura y dura– de muchos de nuestros políticos. Ya vendrán las urnas y volverán con sus mentiras, allá cada cual con su elección. De lo que se trata es de aplicar racionalidad a los recortes actuales, de avisar de los peligros de su naturaleza indiscriminada.

Hay pocos centros de investigación y desarrollo en España, y muchos de ellos están al borde del colapso, con reducciones presupuestarias de hasta el 50%. A pesar de que son legión ya los expertos nacionales e internacionales que están alertando sobre ello, y muchas las voces autorizadas que critican la gravedad de estas decisiones –en innumerables medios de comunicación, no sólo en el ámbito científico–, no parece haber reacción. Sigue primando, sobre todo, la necia idea de que cualquier inversión pública tiene que obtener rentabilidad a corto plazo, y éste no debe superar nunca un período electoral.

No hay voluntad alguna de alcanzar acuerdos que estén por encima de los partidos, que comprometan inversiones de interés público y privado a largo plazo. Hablan de innovar, de competir. Se les llena la boca hablando de vectores de capacidad tractora, de excelencia estratégica o de movilidad exterior de la empleabilidad. Su neolengua no tiene principio ni principios, y tampoco fin ni finalidad. No quieren entender que si la clave del futuro es la tecnología –que ya nos arrastra desde cualquier país medianamente cuerdo y avanzado–, su cimentación es la investigación básica.

Todo es papel mojado: la reciente ley de la Ciencia, la inexistente y utópica cual unicornio blanco Agencia Estatal de Investigación, por no hablar del bloqueo del Plan Nacional de I+D para 2013, del que no se tiene noticia y que, de no ser convocado casi inmediatamente, significará el fin de muchos proyectos de investigación, de muchos contratos de jóvenes investigadores, de sueños y esperanzas. No lo veremos hoy, pero lo veremos mañana. En la calle, con una mano delante y otra detrás. Eso sí, en el mismo periódico que nos sirva de manta podremos leer, a toda página, cómo le habrá sido concedida a la NASA el premio Príncipe de Asturias por llevar el hombre a la luna. Donde están ellos.