Megamáquinas de los físicos

Piense en el bosón de Higgs. La existencia de esta partícula fue predicha hace medio siglo, pero no pudo demostrarse hasta hace apenas dos años. Para conseguirlo hizo falta una generación entera de físicos de todo el mundo que se afanó durante 30 años en construir el acelerador de partículas más grande y caro de la historia: el LHC en Ginebra.

Esta megamáquina de la ciencia hizo posible la confirmación de la existencia de una partícula que, por ahora, es idéntica al bosón de Higgs. Y la historia no ha hecho más que empezar, pues el plan es que este experimento en la frontera de la física conocida siga funcionando más de 15 años, cuando una nueva generación de físicos haya tomado el mando y se hayan gastado cientos de millones de euros más en seguir explorando todo lo que ignoramos del universo, que es aproximadamente el 95% del total. Así son los tiempos de la gran ciencia.

Por eso es necesario planear el futuro con décadas de antelación. Los mayores actores de la física de partículas han compartido sus planes de futuro en el Congreso Internacional de Física de Altas Energías, que se celebró en Valencia. La conclusión principal es que ningún país prosperará en solitario.

Colisionador Lineal Internacional

El proyecto más avanzado es el Colisionador Lineal Internacional (ILC, sus siglas en inglés). Esta máquina hará chocar electrones y positrones, es decir, materia y antimateria. De esta forma se producen muchas menos partículas secundarias que no interesan y se puede estudiar en detalle las propiedades del bosón de Higgs y, a mayores energías, explorar más allá de la física conocida. Este nuevo monstruo tecnológico tendrá unos 30 kilómetros de largo y costará unos US$8.000 millones (unos 6.200 millones de euros). “Nuestro proyecto ya está en la última fase antes de la construcción y esperamos comenzarla en 2018”, explicó a Materia Atsuto Suzuki, director general del KEK, el mayor laboratorio de física de partículas de Japón. El ILC ya tiene incluso seleccionada su ubicación en un túnel que se excavará en las montañas Kitakami, unos 800 kilómetros al norte de Tokio, según Suzuki.

Detector de neutrinos

EE.UU. será el otro gran epicentro de la física de partículas del futuro. El país planea construir un gran detector de neutrinos, partículas claves para explicar otro gran misterio de nuestro universo: por qué hay tanta materia y tan poca antimateria ahí afuera. El nuevo detector tendría dos grandes componentes: una fuente de neutrinos situada en la sede de Fermilab, en Chicago, y un gran detector instalado en la antigua mina de plomo de Homestake, en Dakota del Sur. Los neutrinos, las partículas fantasmagóricas que rara vez interactúan con la materia, viajarán 1.300 kilómetros a través del manto terrestre hasta los detectores de Dakota del Sur.

China quiere ser líder

China ha presentado un estudio para construir un acelerador de partículas circular con un diámetro de 50 kilómetros, más de 20 kilómetros mayor que el europeo. “China tiene la ambición de convertirse en un líder mundial en física de partículas”, reconoce Tatsuya Nakada, coordinador de la Estrategia Europea de Física de Partículas. “Excavar el túnel no sería muy difícil, en cualquier caso mucho menos que hacerlo en Ginebra”, reconoce Nakada. El problema, señala, es que el país aún no tiene la tecnología de superconductores que necesitaría ese acelerador, para lo que buscaría la colaboración de socios europeos y estadounidenses.

Ampliar el colisionador europeo

Europa ya piensa en ampliar el Gran Colisionador de Hadrones, hasta hoy la máquina más grande jamás construida y con la cual se descubrió el bosón de Higgs. La idea es aumentar el túnel de 27 km de diámetro hasta los 100 kilómetros. “Necesitamos unos cuantos años para ver la viabilidad”, comenta Rolf Heuer, director general del CERN. Un monstruo de este tamaño probablemente requerirá tecnología que aún no está disponible. Cuando se aclare cómo construirlo se podrá calcular el coste. “En ese momento podremos ir a los políticos y decirles: esta es la física a estudiar y esta es la tecnología que necesitamos”.