"El acelerador de partículas desvelará si existen otras dimensiones en nuestro Universo"

El investigador fue el primer español que ingresó en la División Teórica del Laboratorio del CERN y es considerado una de las eminencias españolas en el campo de la física de partículas. Recientemente ha recibido el premio Rey Jaime I 2008 de Investigación Básica y es el coordinador del proyecto del Instituto de Física Médica de Valencia que aplicará la terapia con protones a tumores.

En una de las crónicas de la entrega de los premios Rey Jaime I se habla de una ceremonia sencilla pero elegante, ¿cómo la vivió usted?

La viví con mucho entusiasmo por lo que representa como reconocimiento y porque la ceremonia, que contó con presencia de los Reyes, se celebró en Alicante y yo soy natural de Mutxamel, con lo cual había un componente sentimental añadido. De todas maneras, cuando hablo del premio, me gusta señalar que la distinción debe ir realmente al campo de investigación de la Física de Partículas porque este campo en España ha adquirido una madurez extraordinaria.

De hecho, las condiciones de excelencia de la investigación son tan buenas como lo pueden ser en otros países desarrollados en este momento. Es decir, los grupos españoles participan en pie de igualdad, tanto en física teórica como en física experimental. En física teórica proponiendo observables que realmente pueden dar lugar a nuevos conceptos para la estructura íntima de la materia y para la evolución del Universo. Y desde el punto de vista experimental, participando en el diseño, construcción y puesta a punto -después también vendrá el mantenimiento- de los detectores alrededor del acelerador de partículas del CERN.

La contribución española a la investigación en este campo en Europa es del orden del 8% o más. Esto hace pensar que, contrariamente a lo que decían determinados augurios de los siglos XIX y XX, los españoles también podemos contribuir a la ciencia. Ya no tenemos que decir aquello de "que inventen ellos".

Este galardón que también ha recibido su compañero, el investigador del CSIC José María Benlloch, demuestra tanto el prestigio del Instituto, como la trascendencia de los avances de la física de partículas para nuestra sociedad.

Existen múltiples aplicaciones, desde la Medicina, como el estudio de los efectos biológicos de la radiación, a la industria o la informática. Solo por citar una aplicación de la investigación en física de partículas que ha resultado decisiva en nuestra sociedad y que el gran público no lo conoce: la Web no fue un invento de Microsoft o IBM sino del CERN. Seguramente, si no hubiera sido así, cada vez que uno quisiera entrar en uno de los portales, tendría que pagar una patente pero el acceso es libre porque se creó en un centro público y la sociedad se beneficia de manera inmediata de sus resultados.

Y ahora parece que asistimos a la siguiente revolución, la tecnología GRID en la que trabaja un Grupo de Investigación del IFIC en el marco del CERN.

Efectivamente. Los avances de la informática han experimentado tres fases. Hace 30 años se iniciaron las redes de trasmisión de información. Una década más tarde vino el desarrollo de la Web que permitió que a través de Internet se tuviera acceso a los portales. Ya no solo transmitimos información sino que somos capaces de acceder a los lugares donde la información está depositada. La tercera revolución en las aplicaciones informáticas que también proviene de la Física de Partículas es la tecnología GRID.

En muchas ocasiones es tan masivo el tratamiento y almacenamiento de datos que ningún ordenador, ni siquiera un superordenador del CERN, es capaz por sí solo de realizar esa misión. Con la cantidad de pequeños ordenadores que hay en el mundo, la mayoría de los cuales están infrautilizados, las capacidades de cálculo, almacenamiento y tratamiento de datos serían enormes si se aprovecharan esos recursos. Es decir, si fuéramos capaces de desarrollar una red que utilizase ordenadores libres, las posibilidades se multiplicarían extraordinariamente. Esa es la idea del GRID que ha surgido motivado por la cantidad de datos que proporcionará el nuevo acelerador de partículas. El procesamiento de tantos sucesos consecuencia de las múltiples colisiones no es posible en el CERN por lo que nació la idea de conectar a través del GRID con otros ordenadores.

Esta nueva tecnología tendrá en el futuro aplicaciones en otros campos como en la meteorología o la oceanografía donde también se manejan grandes cantidades de datos. El IFIC trabaja en el proyecto europeo PARTNER en el que se intentará incorporar las tecnologías GRID a la física médica. Actualmente los distintos tipos de software que se utilizan para las historias médicas dependen de cada hospital. Ahora se persigue que para determinados tratamientos en los que hace falta un análisis comparativo pueda haber una mayor disponibilidad de datos.

¿En qué proyectos participa usted en este momento?

Mi campo de investigación actualmente es el de la física que se tiene que desarrollar alrededor del acelerador de partículas. El objetivo de esa investigación es abrir una nueva frontera a más altas energías que permita estudiar aún a más pequeñas distancias cuáles son los comportamientos de los constituyentes de la materia. Con esto pretendemos contestar a algunas de las preguntas que hoy sabemos formular como: ¿cuál es el origen de la materia? Nuestra prioridad es la búsqueda de la partícula de Higgs, que sería, según la propuesta de la física teórica, el remanente observable para nosotros de que ha habido un mecanismo por el cual se han generado las masas de las partículas. No sabemos si encontraremos esta supuesta partícula pero el LHC lo desvelará.

También hay otras cuestiones. Por ejemplo, no entendemos por qué el Universo no contiene antimateria de manera apreciable. No hay "antiplanetas" ni "antisoles", sin embargo, sabemos que hay efectos en física de partículas que provocan una cierta asimetría a nivel de las interacciones fundamentales. Esto significa que tienen que haber nuevas fuentes que generen dicha asimetría porque lo que conocemos hasta ahora no es suficiente para explicar por qué el Universo es como es. Esto es apasionante.

Otro problema de enorme repercusión que estamos abordando es la detección de la llamada "materia oscura". La materia visible que conocemos solo representa un 5% del contenido de materia y energía del Universo. Sin embargo, existe una materia y una energía "oscura" que no tiene efectos para la observación directa porque no emite radiación de ningún tipo, solo hemos visto sus efectos gravitatorios. Hay propuestas teóricas sobre los constituyentes de esa "materia oscura" y se piensa que tiene, igual que el mundo que conocemos, una partícula estable.

Se habla de la existencia de otras dimensiones espaciales en el Universo. ¿Esto es posible?

Es otra de nuestras líneas de investigación relacionadas con el CERN. Puede existir esta posibilidad pero todavía no las hemos visto porque no son macroscópicas, no son de nuestra escala. En caso de existir, estarían curvadas y contraídas en pequeñas regiones del espacio. Gracias al nuevo acelerador, podremos estudiar las pequeñas distancias y ver si realmente existen nuevas dimensiones.

Suena a ciencia ficción...

Puede que sí, pero en el momento en que uno puede fundamentar teóricamente las ideas y proponerlas para observación experimental, dejan de ser ficción y se convierten en ciencia.

¿Cuáles prevé que serán las futuras aplicaciones de este nuevo conocimiento fruto de la investigación en el LHC?

Como siempre digo cuando se abre una nueva frontera, la principal consecuencia de estas investigaciones será que sabremos cuáles son las nuevas preguntas que tendremos que formular en el futuro. Así es como avanza la ciencia. En cuanto a las posibles aplicaciones de los resultados, está el avance de la informática, la industria, la electrónica o los materiales, por ejemplo. Se han desarrollado avanzadas técnicas de alto vacío para el interior del tubo del acelerador, así como estudios sobre bajas temperaturas porque los imanes superconductores que guían las partículas en el LHC se mantienen a 271ºC bajo cero. Estas nuevas investigaciones las podrán aprovechar industrias que apliquen la criogenia, por ejemplo.

Quizá por su trascendencia social, uno de los campos que más resultará beneficiado es el de la Medicina. La física médica está en plena expansión. Hace mucho que los diagnósticos no se basan en la intuición sino que se cuenta con una imagen. Desde la radiografía a la última tecnología como el PET, todos los dispositivos que se utilizan para procesar una imagen vienen de la física de partículas. Disponemos de la imagen médica anatómica, es decir, la resonancia magnética, pero también de la imagen médica funcional con la que se observan las alteraciones en el comportamiento de un órgano. Ahora también se utilizan aceleradores en los hospitales para la radioterapia. Este campo continuará experimentando importantes avances.

¿Nos podría aclarar por qué de momento el LHC está paralizado y cuándo se prevé la reanudación de las pruebas?

El objetivo principal que se marcó el CERN para el mes de septiembre fue comprobar que el acelerador funcionaba y, efectivamente, los protones circularon por todo el anillo y hubo colisiones. Lo que sucedió al cabo de diez días es que al subir la energía una de las soldaduras en los imanes se fundió con la alta corriente. Hay en torno a 80.000 soldaduras en la instalación y se trata de tecnología nueva por lo que un incidente era una posibilidad. Además se produjo un escape del helio líquido y provocó una conflagración con los imanes y esto se tiene que reparar.

Es desafortunado, pero no va a significar un gran retraso porque el CERN para sistemáticamente las máquinas de tipo acelerador durante el invierno. Se evita con esta medida que se dispare el consumo energético y se aprovecha para acometer tareas de mantenimiento y mejora de la maquinaria. De modo que durante estos meses se reparará todo el mecanismo del LHC y se realizará la puesta a punto de los detectores de las colisiones. Por cierto, los grupos experimentales del IFIC han sido capaces de contribuir de manera sobresaliente a uno de esos grandes detectores llamado ATLAS con diversos componentes. Hacia la primavera es previsible que se reanude la actividad.

¿Qué responde a los mensajes catastrofistas que alertaban sobre los peligros del acelerador?

Los físicos somos conscientes de que existen respuestas que no conocemos y para eso se construye el acelerador, pero no se va a producir un gran agujero negro. En primer lugar, estamos recibiendo a través de aceleradores naturales radiación cósmica desde hace 14.000 millones de años que tiene energías muchísimo más altas que las que se consiguen con el acelerador del CERN y nunca ha pasado nada. No hay producción de agujeros negros que engullan el Universo. Entonces, si ya se producen colisiones de manera natural, ¿para qué construir el acelerador del CERN? Pues resulta imprescindible porque prepara las condiciones de las colisiones, las podemos controlar y analizar los datos resultantes.

En segundo lugar y en relación a lo que hemos hablado anteriormente, hay ideas teóricas que hablan de la posibilidad de otras dimensiones a pequeñas distancias. La interacción gravitatoria a nivel microscópico es la menos conocida y lo que podría ocurrir, y siempre a nivel microscópico, es la aparición de "micro agujeros negros". Pero, si somos capaces de formarlos a pequeña escala, hay una regla fundamental en física y es que si algo se puede producir, las mismas fuerzas pueden destruirlo. Es decir, que ese micro agujero negro, si llega a formarse, seguramente se evaporaría. Sería, en cualquier caso, un dato positivo porque con los detectores tendríamos ocasión de observar el fenómeno y entender mejor la gravedad. Pero puedo afirmar que nunca afectaría al comportamiento macroscópico de lo que tiene alrededor, como sí que ocurre con el agujero negro que existe en el centro de la Vía Láctea por la acumulación de enormes cantidades de materia y energía.

Finalmente, como coordinador del proyecto del Instituto de Física Médica (IFIMED), ¿nos podría adelantar si hay alguna novedad sobre su puesta en marcha?

Desde el punto de vista de la creación del consorcio, estamos a la espera de las reuniones definitivas de las dos Administraciones para que se proceda a la firma del convenio. Se ubicará aquí en el Parc Científic de la Universitat de València y la Generalitat ya ha reservado los terrenos que son del orden de los 30.000 metros cuadrados.

Los grupos que promueven este proyecto siguen trabajando y en los últimos meses hemos recibido excelentes noticias de la Comisión Europea ya que ha aprobado todos los proyectos de colaboración presentados como el proyecto PARTNER que he citado anteriormente. El IFIMED nace como un instituto de investigación en los campos de la imagen médica y los aceleradores aplicados a la medicina pero también avanzará en las aplicaciones industriales y ofrecerá el servicio de la prontoterapia. Este tratamiento será posible gracias al acelerador de protones que tendrá el Instituto con las energías adecuadas para tratar tumores u otras alteraciones neurodegenerativas y permite la concentración de la radiación en un punto sin afectar a los tejidos sanos circundantes.