To­car lo in­vi­si­ble

Muy Interesante (México) - - Secciones - Por Con­duc­tor del pro­gra­ma La ove­ja eléc­tri­ca que se trans­mi­te los mar­tes a las 20:30 por Ca­nal 22. www.ima­gi­nan­tes.tv

Pe­pe Gor­don nos ha­bla so­bre el bo­són de Higgs.

Vi a los ex­plo­ra­do­res de la par­tí­cu­la de Dios. Ha­cían cho­car mi­llo­nes de pro­to­nes y sur­gían fue­gos ar­ti­fi­cia­les, don­de bus­ca­ban una “briz­na de luz en­tre la no­che cós­mi­ca”. Esa par­tí­cu­la era cla­ve pa­ra en­ten­der có­mo la ener­gía se trans­for­ma en ma­te­ria y có­mo se ama­san los cuer­pos de unos aman­tes pa­ra que pue­dan to­car­se.

Los cien­tí­fi­cos bus­ca­ban a la enig­má­ti­ca par­tí­cu­la den­tro de un tú­nel a 100 me­tros ba­jo la su­per­fi­cie de la Tie­rra. La Or­ga­ni­za­ción Eu­ro­pea pa­ra la In­ves­ti­ga­ción Nu­clear (co­no­ci­da co­mo CERN) ha­bía ex­ca­va­do un pa­sa­je sub­te­rrá­neo con una cir­cun­fe­ren­cia de 27 ki­ló­me­tros en­tre la fron­te­ra de Sui­za y Fran­cia. En años re­cien­tes ha­bía cons­trui­do ahí la má­qui­na más gran­de y com­ple­ja que ha con­ce­bi­do la hu­ma­ni­dad: el Gran Co­li­sio­na­dor de Ha­dro­nes (LHC, por sus si­glas en in­glés). En es­te apa­ra­to se ha­cían cho­car par­tí­cu­las subató­mi­cas ca­si a la ve­lo­ci­dad de la luz. La idea era des­cu­brir en esas co­li­sio­nes los ni­ve­les más fi­nos de la na­tu­ra­le­za que ha­bían si­do im­po­si­bles de de­tec­tar.

En 1964 el fí­si­co bri­tá­ni­co Pe­ter Higgs pro­pu­so un ele­gan­te me­ca­nis­mo ma­te­má­ti­co pa­ra com­pren­der por qué las par­tí­cu­las ele­men­ta­les tie­nen ma­sa. És­te es un da­to que no te­nía ex­pli­ca­ción. La idea de que exis­tie­ra lo que ul­te­rior­men­te se lla­ma­ría el bo­són de Higgs lo lo­gra­ba, pe­ro a un gran pre­cio. Na­die ha­bía vis­to a es­ta par­tí­cu­la. Era muy elu­si­va. Los cho­ques más vio­len­tos ge­ne­ra­dos en los co­li­sio­na­do­res an­te­rio­res al LHC no ha­bían lo­gra­do pro­du­cir­la. Los ex­pe­ri­men­tos no la en­con­tra­ban. El Pre­mio No­bel de Fí­si­ca Leon Le­der­man, al es­cri­bir un li­bro so­bre es­ta bús­que­da, la de­no­mi­nó ‘La par­tí­cu­la de Dios’. Ha­bía un jue­go de hu­mor. Le­der­man de­cía en in­glés que era una ‘ god­damn par­ti­cle’, una ‘mal­di­ta par­tí­cu­la’ que no po­dían des­cu­brir. Al qui­tar la sí­la­ba damn (mal­di­ta), que­da­ba ‘ the God par­ti­cle’. El nom­bre pren­dió, pe­ro la es­cu­rri­di­za reali­dad pre­va­le­ció así du­ran­te ca­si cua­ren­ta años. La teo­ría de Higgs era una es­pe­cie de par­ti­tu­ra mu­si­cal ma­te­má­ti­ca que no te­nía ins­tru­men­tos pa­ra ser in­ter­pre­ta­da.

¿Qué es lo que pro­po­nía Pe­ter Higgs? En el li­bro El te­ji­do del cos­mos, Brian Gree­ne lo re­su­me de ma­ne­ra muy crea­ti­va: así co­mo no ve­mos el cam­po elec­tro­mag­né­ti­co y sin em­bar­go nos afec­ta, Higgs plan­tea que hay un cam­po in­vi­si­ble que pue­de ima­gi­nar­se co­mo pa­pa­raz­zi o fans que ven en­trar a una fa­mo­sa es­tre­lla de ci­ne, se aglo­me­ran en torno a ella y di­fi­cul­tan su pa­so. En la ana­lo­gía, es­ta re­sis­ten­cia al mo­vi­mien­to se re­la­cio­na con la ma­sa de los ar­tis­tas (las par­tí­cu­las que ya he­mos des­cu­bier­to co­mo los elec­tro­nes o los quarks). Si la ac­triz no es tan co­no­ci­da, cir­cu­la más fá­cil­men­te en­tre la mul­ti­tud (tie­ne me­nos ma­sa, me­nos re­sis­ten­cia al mo­vi­mien­to). Es­to ex­pli­ca por qué las par­tí­cu­las que co­no­ce­mos tie­nen la ma­sa que tie­nen, pe­ro nos de­ja con un pro­ble­ma: ¿có­mo pro­ba­mos la exis­ten­cia del in­vi­si­ble cam­po de Higgs y de su ex­pre­sión en una par­tí­cu­la?

Pa­ra sa­car al bo­són de Higgs de su gua­ri­da, el CERN pu­so en mar­cha, en 2008, al Gran Co­li­sio­na­dor de Ha­dro­nes, equi­pa­do con fa­bu­lo­sos aparatos de de­tec­ción. Uno de ellos, lla­ma­do CMS, pe­sa cer­ca de 14,000 to­ne­la­das. Aun­que só­lo tie­ne 15 me­tros de diá­me­tro y 21.5 me­tros de lar­go, es ca­si dos ve­ces más pe­sa­do que la To­rre Eif­fel. Es­tos ins­tru­men­tos tra­ta­ban de atra­par el re­sul­ta­do de cho­ques de ha­ces de pro­to­nes que via­ja­ban a ve­lo­ci­da­des inima­gi­na­bles. Ca­da se­gun­do los pro­to­nes da­ban más de 11,000 vuel­tas al ani­llo de 27 ki­ló­me­tros del co­li­sio­na­dor del CERN. La idea era que gra­cias a es­tos cho­ques apa­re­ce­rían por unas mi­llo­né­si­mas de se­gun­do las hue­llas de la par­tí­cu­la de Higgs.

Así, se re­gis­tra­ban 800 mi­llo­nes de co­li­sio­nes por se­gun­do. Es­to ge­ne­ra mi­llo­nes

de par­tí­cu­las subató­mi­cas que vue­lan por to­dos la­dos y des­apa­re­cen en frac­cio­nes de se­gun­do. En la ma­ra­ña re­sul­tan­te te­nía que apa­re­cer el bo­són de Higgs. Pe­ro no apa­re­cía. Era más fá­cil des­cu­brir el ros­tro de una per­so­na en me­dio de un es­ta­dio de futbol con 100,000 es­pec­ta­do­res.

Sin em­bar­go, los cien­tí­fi­cos es­tu­dia­ban pa­cien­te­men­te esa in­for­ma­ción pa­ra de­tec­tar la pre­sen­cia de par­tí­cu­las iné­di­tas an­tes de los cho­ques. Así, se ana­li­za­ban 40 mi­llo­nes de fo­tos por se­gun­do en 100,000 pro­ce­sa­do­res que ocu­pa­ban un es­pa­cio equi­va­len­te a tres mi­llo­nes de dvd anua­les. Era co­mo si es­tu­vie­ran bus­can­do gra­nos de oro en una pla­ya, una agu­ja en un pa­jar… el bo­són de Higgs.

El 4 de ju­lio de 2012, Fa­bio­la Gia­not­ti y Jo­seph In­can­de­la, coor­di­na­do­res res­pec­ti­va­men­te de los ex­pe­ri­men­tos ATLAS y CMSCMS en el CERN, die­ron a co­no­cer una gran no­ti­cia: “Ob­ser­va­mos en nues­tros da­tos, cla­ros sig­nos de una nue­va par­tí­cu­la”. Se te­nía la evi­den­cia su­fi­cien­te pa­ra plan­tear que la pro­ba­bi­li­dad de que lo que ha­bían ob­ser­va­do fue­ra pro­duc­to de una fluc­tua­ción aza­ro­sa era de una en 3.5 mi­llo­nes. Con hu­mor y hu­mil­dad Gia­not­ti di­jo: “¡Gra­cias na­tu­ra­le­za!”. Rolf Heuer, el en­ton­ces di­rec­tor ge­ne­ral del CERN, re­su­mió el ha­llaz­go de la si­guien­te ma­ne­ra: “He­mos ha­lla­do aho­ra la pie­dra an­gu­lar que le fal­ta­ba a la fí­si­ca de las par­tí­cu­las”.

El fí­si­co Rolf Heuer di­men­sio­na lo que re­pre­sen­ta es­ta bús­que­da de co­no­ci­mien­to: “Que­re­mos en­ten­der cuá­les son los blo­ques de la ma­te­ria, de qué es­ta­mos he­chos, de dón­de ve­ni­mos, có­mo son las fuer­zas que ac­túan en­tre es­tos blo­ques de cons­truc­ción. Re­sul­ta que cuan­do es­ta­mos ob­ser­van­do el mi­cro­cos­mos, lo fas­ci­nan­te es que, al mis­mo tiem­po, ve­mos el na­ci­mien­to del Uni­ver­so”.

Los ex­pe­ri­men­tos ge­ne­ra­ban nue­vas pre­gun­tas: ¿Has­ta dón­de se lle­ga­rá en la ex­plo­ra­ción de lo que va más allá de la par­tí­cu­la de Dios? ¿Qué nos re­ve­la­rá so­bre la ma­te­ria os­cu­ra que aún no de­tec­ta­mos? ¿Se des­cu­bri­rán su­per­si­me­trías que po­drían co­nec­tar a to­das las fuer­zas de la na­tu­ra­le­za? ¿Se po­drán vin­cu­lar es­tas in­ves­ti­ga­cio­nes con la hi­pó­te­sis de las su­per­cuer­das?

Lo que es­ta­ba cla­ro es que se abrían nue­vas puer­tas pa­ra son­dear el ori­gen de la ma­te­ria y el Uni­ver­so. En las ca­ver­nas del CERN, las co­li­sio­nes for­mi­da­bles de pro­to­nes crea­ban una es­pe­cie de tea­tro del Big Bang en don­de se re­pro­du­cían las con­di­cio­nes tem­pra­nas del Uni­ver­so po­co an­tes de que se en­fria­ra la ma­te­ria y los quarks que­da­ran en­ce­rra­dos, apa­ren­te­men­te pa­ra siem­pre, den­tro del nú­cleo de los áto­mos. Al es­tu­diar lo más pe­que­ño de lo pe­que­ño, al ex­plo­rar las “chis­pas” pro­du­ci­das en es­tos cho­ques, se re­ve­la­ba lo que ha­bía pa­sa­do ha­ce mi­les de mi­llo­nes de años, más allá de las ga­la­xias más le­ja­nas.

Fa­bio­la Gia­not­ti, quien hoy en día es la di­rec­to­ra del CERN, ha­bla del re­to de va­lo­rar los da­tos que sur­gen de es­tas in­ves­ti­ga­cio­nes: “Cla­ra­men­te, en nues­tra ex­plo­ra­ción es­ta­mos guia­dos por las teo­rías exis­ten­tes pe­ro tra­ta­mos tam­bién de es­tar muy abier­tos, por­que la na­tu­ra­le­za bien po­dría ha­ber ele­gi­do un ca­mino com­ple­ta­men­te dis­tin­to y la na­tu­ra­le­za usual­men­te es más in­te­li­gen­te que los se­res hu­ma­nos”.

Le pre­gun­to por el sue­ño que im­pul­sa es­ta bús­que­da y veo que la men­te de una mu­jer que bus­ca evi­den­cias ex­pe­ri­men­ta­les se en­cien­de con el mis­mo fue­go de los fí­si­cos teó­ri­cos: “To­do lo que me guía es la cu­rio­si­dad. Me im­pul­sa el apren­di­za­je, apren­der más y más, dar un pa­so ade­lan­te en el co­no­ci­mien­to fun­da­men­tal. Es cla­ro que una teo­ría uni­fi­ca­da, un es­ce­na­rio uni­fi­ca­do, que pu­die­ra ex­pli­car to­dos los fe­nó­me­nos des­de el mun­do más pe­que­ño has­ta la es­truc­tu­ra y evo­lu­ción del Uni­ver­so, es el sue­ño de to­do fí­si­co. No sé si se­re­mos al­gu­na vez ca­pa­ces de lle­gar a es­te pun­to, pe­ro tam­bién es ver­dad que es­tas ideas brin­dan una gran ele­gan­cia”.

Fa­bio­la Gia­not­ti es, ade­más de cien­tí­fi­ca, una no­ta­ble pia­nis­ta. En­cuen­tra be­lle­za tan­to en las ar­tes co­mo en la in­ves­ti­ga­ción de la fí­si­ca. En es­te mar­co, co­men­ta que aun­que la ma­ni­fes­ta­ción de la na­tu­ra­le­za pue­de ser muy com­ple­ja, sus blo­ques de cons­truc­ción son ex­tre­ma­da­men­te sim­ples y ele­gan­tes: “Eso es lo que es­ta­mos in­da­gan­do”.

¿Su bús­que­da de co­no­ci­mien­to tie­ne afi­ni­da­des con la de Dan­te Alig­hie­ri en la Di­vi­na Co­me­dia? Una par­tí­cu­la de luz bri­lla en su mi­ra­da: “Exac­ta­men­te. El co­no­ci­mien­to fun­da­men­tal tar­de o tem­prano rin­de fru­tos, ya que el pro­gre­so se ba­sa en ideas, en nue­vos de­rro­te­ros. Si se ma­ta el co­no­ci­mien­to, la evo­lu­ción que­da es­tan­ca­da. La men­te hu­ma­na es­tá avi­va­da por la in­te­li­gen­cia y por el ar­te. Am­bos son nues­tros de­re­chos –afir­ma con con­vic­ción–. No de­be­ría­mos de­te­ner­nos por­que no rin­dan fru­tos in­me­dia­tos. Dan­te Alig­hie­ri so­lía de­cir: No na­ci­mos pa­ra vi­vir co­mo ig­no­ran­tes sino pa­ra bus­car la vir­tud y el co­no­ci­mien­to”.

La in­vo­ca­ción de Dan­te trae a la me­mo­ria su des­crip­ción del pa­raí­so en don­de la luz ad­quie­re tal in­ten­si­dad que, de ma­ne­ra asom­bro­sa, se con­vier­te en música. Y vi có­mo so­na­ban las no­tas del piano de Fa­bio­la Gia­not­ti, ba­jo la luz de la tar­de (que tam­bién era música), mien­tras ella ex­pli­ca­ba que las par­ti­tu­ras de sus com­po­si­to­res fa­vo­ri­tos –Beet­ho­ven, Bach y Schu­bert– cons­ti­tuían sim­ple­men­te otro ti­po de ecua­cio­nes. Los so­ni­dos se co­rre­la­cio­na­ban, gi­ra­ban y se en­tre­mez­cla­ban a la vez que los pro­to­nes se es­tre­lla­ban en for­mas ca­da vez más in­ge­nio­sas y au­da­ces. Bus­ca­ba nue­vas evi­den­cias ex­pe­ri­men­ta­les de las vir­tu­des de las ma­te­má­ti­cas in­te­gra­das con la música, lo que el novelista Amos Oz lla­ma “ma­te­mú­si­ca”. Y vi có­mo los cho­ques de par­tí­cu­las crea­ban una luz en­ce­gue­ce­do­ra y vi, o tal vez ima­gi­né, que en uno de los círcu­los de irra­dia­ción ver­ti­gi­no­sa los ojos de Dan­te se en­con­tra­ban con los de su ama­da Bea­triz pa­ra cam­biar su des­tino y no se­pa­rar­se ja­más. Ése era el de­seo.

Frag­men­to del li­bro El in­con­ce­bi­ble uni­ver­so. Sue­ños de uni­dad, con ilus­tra­cio­nes de Pa­tri­cio Bet­teo. Sex­to Pi­so, 2017.

He­mos ha­lla­do la pie­dra an­gu­lar que le fal­ta­ba a la fí­si­ca de las par­tí­cu­las.

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