Ronald García, tras los secretos del núcleo atómico

A mediados de septiembre de 2022, un buen puñado de físicos nucleares viajaron a Ciudad del Cabo, en Sudáfrica, para celebrar el encuentro más importante en su campo: la Conferencia Internacional de Física Nuclear. Era la edición número 28 y, por primera vez, se hacía en un país africano. Al frente de su organización estaba el Ithemba Labs, un popular centro de investigación de ese país que, con los años, se ha convertido en una de las instalaciones de aceleradores más grande del hemisferio sur. (Puede leer: ¿Prohibir las semillas transgénicas en Colombia es una buena o mala idea?)

El penúltimo día de la conferencia, el 15 de septiembre, hubo una cena. En ella la Comisión de Física Nuclear de la International Union of Pure and Applied Physics anunció a los ganadores del Premio Científico Joven en Física Nuclear. De las 26 nominaciones que recibió, optó por reconocer a tres investigadores: Carlo Bruno, de la U. de Edimburgo (Escocia); Volodymyr Vovchenko, del Instituto de Teoría Nuclear de la U. de Washington (Estados Unidos), y a Ronald Fernando García Ruiz, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE. UU).

No era la primera sorpresa que García, colombiano, recibía en 2022. Días atrás, la Sociedad Estadounidense de Física (APS) decidió otorgarle el Premio Stuart Jay Freedman en Física Nuclear Experimental, que reconoce la trayectoria de un investigador joven. Ningún científico de nuestro país los había ganado antes.

La noticia fue recibida con alegría por quienes hoy forman parte de la U. Nacional, donde García estudió su pregrado. “Es un verdadero honor anunciar que el prestigioso galardón Stuart Jay Freedman en Física Nuclear Experimental de la APS acaba de ser otorgado al físico colombiano Ronald Fernando García, egresado del Departamento de Física de la Unal”, trinó por aquellos días el profesor Diego Torres.

Como Torres, García había sido integrante del Grupo de Física Nuclear de la U. Nacional, que nació en 1996 por iniciativa del profesor Fernando Cristancho. Tras hacer su doctorado en la U. de Gottingen (Alemania), y luego de culminar un par de estancias posdoctorales, Cristancho había regresado a Colombia con la idea de fundarlo. Hoy, más de 25 años después, continúa al frente de su dirección. Es un grupo, como suele decir él, que se mueve en las grandes ligas de la física. (Le puede interesar: El James Webb muestra el origen “invisible” de la Nebulosa del Anillo del Sur)

Cuando hace unas semanas le preguntamos sobre Ronald García, Cristancho recordaba, especialmente, una característica: “Su intensidad. Cuando entendía un problema, se apasionaba intensamente. Eso genera una gran capacidad de trabajo. Si un físico se apasiona por contestar una pregunta y, además, tiene capacidad de trabajo, está bien encaminado”, nos dijo entonces.

Ese camino ha conducido a García por diversos lugares. Tras culminar su bachillerato en el municipio de Fresno, Tolima, donde nació, saltó a la Unal y luego a la U. Nacional Autónoma de México para terminar en 2011 su maestría en física. De ahí partió a Bélgica para comenzar el doctorado en la U. KU Leuven. La mayor parte de ese período, sin embargo, la pasó en el popular CERN, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas que está al frente del Gran Colisionador de Hadrones, en la frontera entre Suiza y Francia, a 100 metros bajo tierra.

Con el PhD en sus manos, García pasó a ser investigador asociado en la U. de Manchester, entre 2016 y 2017, y después fue becario de investigación del CERN hasta 2019. De Europa viajó a Cambridge, Massachusetts (EE.UU.), para aterrizar en el MIT. Allí hoy es profesor asistente en el Departamento de Física y fundador del Laboratorio de Moléculas y Átomos Exóticos.

Una sofisticada técnica

Entre las analogías que los físicos nucleares suelen tener a la mano para explicar uno de sus principales “objetos” de estudio -el núcleo atómico-, hay una que usan con frecuencia: si un átomo fuera del tamaño de una cancha de fútbol, con los electrones girando a su alrededor, el tamaño del núcleo atómico equivaldría a una cabeza de un alfiler ubicada en el centro del campo de juego. Su masa además puede ser, en algunos casos, hasta dos mil veces la masa de los electrones que orbitan afuera del estadio.

Para estudiar la complejidad del átomo y su núcleo, responsable de la formación de estrellas o de que tengamos energía del Sol, los científicos han ideado métodos muy sofisticados. Uno de ellos son las colisiones entre partículas que se llevan a cabo en el CERN o en el Fermilab, el laboratorio de física de altas energías ubicado en Chicago (EE. UU.). Otro, mucho más pequeño en magnitud, pero igual de prometedor, es la espectroscopia láser, una técnica de muy alta precisión que permite estudiar el núcleo y las fuerzas fundamentales de la naturaleza a través de medidas de precisión de átomos y moléculas radioactivas.

Ronald García, junto con su equipo en el MIT, ha impulsado el uso de esa técnica. Para decirlo en términos muy resumidos, su grupo ha logrado acceder a fenómenos nucleares de altas energía que solo ocurren en ciertos procesos astrofísicos, como la explosión de una estrella. (También puede leer: ¿Quiénes son los primeros civiles que viajarán a la Luna? Hay varios famosos)

Su método, difícil de explicar en pocas líneas, les ha permitido estudiar átomos y moléculas compuestas de núcleos radiactivos que crean artificialmente en el laboratorio. Como al crearlas también se originan millones y millones de moléculas que a los científicos no les interesa estudiar (“es como buscar un grano de arena en una playa”, decía García), su grupo se ayudó de “láseres y trampas de iones” para manipularlas y analizarlas con alta precisión.

Aquellas trampas para “capturarlas” y estudiarlas en su cortísimo tiempo de vida, que a veces se reduce a una fracción de segundo, han sido posibles gracias a la rapidez y eficiencia de las técnicas que han desarrollado. Sus resultados, aseguró alguna vez al portal de noticias del MIT, ofrecen un laboratorio nuevo y único para la investigación en física fundamental. Se trata de un diminuto “laboratorio” en el que esperan contestar preguntas fundamentales de la física que aún no tienen respuesta.

¿Por qué, cuando se originó el universo, se creó más materia que antimateria?, es una de ellas. La primera conforma todo lo que nos rodea, desde el papel de este periódico hasta la arepa con la que desayunamos en Colombia. La antimateria, por otro lado, no la podemos ver, pero gracias a sofisticados experimentos sabemos que existe y que tiene las mismas propiedades que la materia, pero con una carga eléctrica opuesta.

Científicos como García sospechan que una de las razones por las que eso pudo haber sucedido es que las simetrías que gobiernan el mundo de la física, y que se manifiestan tanto en la simpleza de la hoja de un árbol hasta en sistemas mucho más complejos, tuvieron que quebrarse de una manera que hasta ahora no entendemos. (Podría interesarle: Nuevo récord de ADN más antiguo: dos millones de años)

Los premios que le dieron este año a García y a su grupo, entre los que está el de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Fundación Alejandro Ángel Escobar de 2021 -y a los que nos sumamos en El Espectador, reconociéndolo como uno de los personajes del año-, han aceptado que al crear y manipular aquellas extrañas moléculas radiactivas se está abriendo un camino para encontrar el rompimiento de esas asimetrías.

Descubrirlo, en sus palabras, sería un paso para buscar una “nueva física” más allá del “modelo estándar”, esa teoría que se construyó en los años 60 y 70 para explicar la interacción entre las partículas más pequeñas que el átomo. Dicho de otra manera, implicaría cambiar los modelos más fundamentales que tenemos para describir el universo y crear nuevas teorías.