La comunidad científica mundial que se dedica al estudio de los componentes fundamentales de la materia está de enhorabuena: el mayor acelerador de partículas del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) acaba de alcanzar una energía nunca antes registrada en un instrumento similar, con lo que da inicio su programa de investigación. La participación española en este gran experimento se coordina a través del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider 2010 que reúne a 26 grupos de investigación.
¿Cuál ha sido la participación española en LHC?
La comunidad científica española ha participado muy activamente en el diseño y construcción de los detectores del LHC, con aportaciones tecnológicas muy importantes. Tenemos una presencia importante en los dos grandes detectores de propósito general, ATLAS y CMS, y en LHCb dedicado a la física del quark “b”. En el gran detector ATLAS han realizado contribuciones los grupos del Instituto de Física Corpuscular de Valencia (IFIC, CSIC – Universidad de Valencia), del Instituto de Física de Altas Energías de Barcelona (IFAE), del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB, CSIC) y de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Por su parte, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) ha participado en el diseño y construcción de 70 cámaras de muones del detector CMS, mientras que su sistema de alineamiento ha sido diseñado y realizado por el Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC – Universidad de Cantabria), en colaboración con la Universidad de Oviedo. La UAM está involucrada en el sistema de adquisición de datos. La Universidad de Barcelona (UB), la Universitat Ramon Llull (URL) y el Instituto Galego de Física de Altas Enerxias (IGFAE, Universidad de Santiago) participan en LHCb, con responsabilidades importantes en la electrónica, caracterización de foto-detectores, ensamblaje de módulos de silicio y en el sistema de enfriamiento. Finalmente, el grupo teórico del IGFAE también colabora en el análisis de los dados de ALICE, el detector que estudiará la física de iones pesados. Además, muchos de los grupos teóricos españoles contribuirán a la interpretación física de los resultados del LHC.
¿Qué ventajas tiene la creación de un Centro Nacional para la participación de los físicos españoles en este tipo de grandes experimentos internacionales?
El Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear tiene la misión de coordinar la participación española en grandes proyectos internacionales como el LHC. Instituciones similares llevan muchos años funcionando con éxito en los países europeos más avanzados. El CPAN permite estructurar la comunidad científica, definir prioridades y objetivos científicos, asegurar una masa crítica suficiente para producir contribuciones relevantes, representar a los grupos españoles en los foros internacionales y defender sus intereses en la definición de grandes proyectos, optimizar el aprovechamiento de los recursos disponibles, planificar la necesidad de nuevas infraestructuras de uso común, etcétera. Durante estos últimos dos años, el CPAN ha hecho un gran esfuerzo para reforzar a los grupos de investigación españoles con recursos humanos que garanticen el cumplimiento de los compromisos que hemos asumido. Se han financiado 80 contratos de 2 años de duración y una buena parte de ellos están asignados al LHC.
¿En qué situación se encuentra la Física experimental de partículas en nuestro país?
La Física experimental de partículas ha tenido un desarrollo espectacular en los últimos años. En LEP, el anterior acelerador electrón-positrón del CERN, se consiguió una participación relevante en el análisis de datos y la interpretación física que permitió la formación de toda una nueva generación de investigadores. El LHC ha supuesto la incorporación plena de la comunidad española al desarrollo tecnológico, con el diseño y construcción de importantes sistemas de detección. Creo que estamos en un buen momento que hay que saber aprovechar. Sin embargo, participamos en grandes proyectos internacionales con una cierta inferioridad de condiciones. Carecemos todavía de los medios humanos y materiales existentes en otros países y tenemos serios problemas para garantizar a nuestros más jóvenes investigadores la necesaria estabilidad profesional.
¿Qué objetivos científicos se esperan obtener con el LHC?
La inmensa energía suministrada en las colisiones del LHC permitirá reconstruir en el laboratorio las condiciones del Universo primitivo. Entre los muchos resultados que esperamos está el descubrimiento del llamado “Higgs”, una nueva partícula que es supuestamente responsable de la generación de las masas de todas las otras partículas. El LHC explorará las fronteras de nuestro conocimiento actual y nos permitirá contestar muchas preguntas sobre la estructura y composición de la materia, la posible existencia de nuevas partículas, la asimetría existente en el Universo entre materia y antimateria y las propiedades del plasma de quarks y gluones, un nuevo estado de la materia.
¿En qué medida participarán los científicos españoles en estos avances?
Tenemos una comunidad científica muy activa que va a estar presente en el desarrollo del programa de física del LHC. El LHC va a suponer un avance muy significativo en el conocimiento científico. Además, ya ha supuesto una revolución tecnológica. Las tecnologías desarrolladas en la su construcción se están utilizando en multitud de aplicaciones de todo tipo, rentabilizando la inversión realizada. La web es un claro ejemplo que ilustra la rentabilidad de las inversiones en investigación básica. Fue desarrollada en el CERN, en la época del LEP, para resolver las necesidades de los investigadores y ha supuesto una revolución social. En este momento se está desarrollando el GRID, una especie de web inteligente que conecta ordenadores de todo el planeta para analizar los datos del LHC, que tendrá posiblemente un impacto similar en el futuro.
¿Qué ventajas económicas tiene la participación española en el LHC?
La participación financiera española en el CERN (un 8.9% del total) es la que le corresponde en razón de nuestros parámetros económicos. Buena parte de esta inversión retorna en forma de contratos industriales. En el LHC han participado más de 35 empresas españolas, en ámbitos como la ingeniería civil, ingeniería mecánica, tecnologías de vacío y baja temperatura, electrónica y servicios varios. Además del retorno económico, esto supone el acceso a nuevas tecnologías que pueden ser utilizadas posteriormente por nuestro tejido industrial. El CPAN pretende reforzar este retorno industrial, así como asegurar un mayor retorno “científico”, incrementando el peso de nuestra comunidad en el CERN. La transferencia tecnológica y de conocimiento son objetivos prioritarios del CPAN.
¿En qué otros proyectos internacionales participan los físicos experimentales de partículas españoles?
Nuestra comunidad está presente en laboratorios internacionales repartidos por todo el planeta: Fermilab, SLAC (USA), Frascati (Italia), KEK (Japón), etcétera. También tenemos una presencia notable en experimentos de astropartículas (astrofísica con detectores de partículas), AUGER (Argentina) y MAGIC (La Palma, Islas Canarias) son dos importantes ejemplos en este campo. En Física Nuclear participamos en grandes instalaciones como GSI (Alemania) y estamos fuertemente involucrados en el proyecto del futuro laboratorio FAIR para investigación con antiprotones e iones. El CPAN asegura que los esfuerzos de los distintos grupos españoles se realicen de forma coordinada, identificando las necesidades y problemas potenciales que hay que resolver y facilitando los recursos necesarios. La existencia del CPAN puede suponer un salto cualitativo en nuestra participación en todos estos proyectos.
Más información:
Investigadores del Instituto de Física Corpuscular han logrado medir en el laboratorio la formación de un elemento clave en la evolución de la composición química de los elementos pesados. Un isótopo de este elemento, el Plomo-204, se produce en estrellas gigantes rojas, responsables de la creación de la mitad de los elementos más pesados que el hierro en la naturaleza.
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha premiado a los investigadores John Hopfield, de la Universidad de Princeton (EE UU), y Geoffrey Hinton, de la Universidad de Toronto (Canadá), por sus descubrimientos e inventos que permiten el aprendizaje automático con las redes neuronales artificiales.
