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Feb
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bosón de higgs …

Guido Tonelli, el italiano que dio con el bosón de Higgs: “Fue como mirar al abismo”

Guido Tonelli dirigió uno de los dos experimentos del CERN que dieron con el esquivo bosón de Higgs, un descubrimiento que abrió la puerta a una nueva física más amplia y completa

Cuando Peter Higgs y François Englert recogieron el Nobel de Física por el descubrimiento del bosón de Higgs, el físico italiano Guido Tonelli estaba en el auditorio, en una de las primeras filas, vestido con un esmoquin hecho a medida que había recogido a toda prisa la tarde anterior, preocupado por si las medidas entregadas eran las correctas. Él, que se ha pasado la vida midiendo cosas infinitesimales, dudaba de haberse medido correctamente el ancho de la pierna. Y si lo había hecho mal, no habría tiempo para arreglarlo. No se puede entrar en la ceremonia de los Nobel si no es vestido de esmoquin.

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Así comienza ‘El nacimiento imperfecto de las cosas’, el libro en el que Tonelli, director del CMS, uno de los experimentos del CERN que ayudaron a confirmar las teorías de Higgs y Englert, cuenta cómo fue la búsqueda del bosón.

Y nos lo cuenta a los que todavía no tenemos del todo claro qué es el bosón, por qué es tan importante y cómo se busca una partícula que no sabes exactamente cómo es en un túnel redondo de 27 kilómetros de circunferencia en el que se hacen chocar haces de otras partículas. Pero que nadie se asuste porque este libro no solo va de física. Va de físicos. De las personas que diseñaron los aparatos, hicieron las mediciones y pronunciaron los eurekas. De las alegrías, los cabreos, las sorpresas y las decepciones que se vivieron tratando de dar con la ya famosa partícula y de abrir la puerta a lo que Tonelli llama “la nueva física”.

PREGUNTA. ¿Qué es esta nueva física?

RESPUESTA. Estamos en un momento un poco raro, porque entendemos muy bien una parte del universo, y de la materia que conocemos, desde el microscopio hasta los telescopios más avanzados, las galaxias o el origen de las estrellas… Pero, a pesar de todo este éxito, detectamos fenómenos que siguen siendo un misterio, y hay demasiados como para ser una casualidad.

Así que llamamos nueva física a un nuevo modelo que aparecerá y que dará a los conocimientos actuales un sitio dentro de un modelo mayor que los contenga y que nos ayude a entender lo que ahora no entendemos, a una descripción de la naturaleza más profunda y más amplia, que causará una crisis en todo nuestro conocimiento actual, del que estamos tan orgullosos, y hará que quede superado.

P. ¿Cree que lo veremos? ¿Cómo de lejos está ese momento?

R. ¡Tú lo verás! Yo, no estoy tan seguro (risas). No sé cuándo va a ocurrir esto, podría ocurrir en cualquier momento. Incluso hoy mismo, en un pequeño laboratorio de Dubái, Pekín o Barcelona puede haber un estudiante analizando los datos de un experimento o un telescopio que descubra una señal que sea la primera evidencia de una nueva partícula, o un nuevo estado de la materia… Y que eso nos obligue a abandonar la visión que hoy tenemos. No sabemos exactamente cuándo ocurrirá, pero sí sabemos que ocurrirá.

Guido Tonelli lideró el experimento CMS, uno de los que participaron en el descubrimiento del bosón de Higgs. (E. Villarino)
Guido Tonelli lideró el experimento CMS, uno de los que participaron en el descubrimiento del bosón de Higgs. (E. Villarino)

P. Algo que ya ha ocurrido, y que volverá a ocurrir después…

R. Absolutamente. Al final esto es como una cebolla, está hecho de capas, y capas, y capas… Ya lo vimos en el pasado. Newton pudo explicar las leyes gravitacionales, y eso funcionó muy bien durante siglos. Y entonces llegó Einstein y concentró sus esfuerzos en un ligerísimo efecto en el movimiento de Mercurio. Y podrías pensar, ¿a quién le importa el movimiento de Mercurio? Pero es que para explicar ese efecto, Einstein tenía que reformular parte de lo que sabíamos sobre el tiempo y el espacio. Una absoluta revolución nació de un diminuto detalle de la órbita de un planeta que a nadie le importaba, y que terminó por obligarnos a abandonar nuestra visión del mundo y a adoptar una nueva, que contenía la anterior pero añadía cosas nuevas.

P. ¿Y es el bosón de Higgs, en este caso, lo que abrirá esta nueva ventana?

R. Es muy probable, porque se trata de una partícula muy especial, que juega un papel muy importante en la materia ordinaria, tal y como la conocemos: es la que da masa a las partículas que conocemos. Así que la cuestión es: imagina que hay más partículas, todavía desconocidas, que no hemos descubierto por algún motivo. El bosón de Higgs ‘habla’ con ellas, se relaciona con ellas de alguna manera. Así que si medimos alguna anomalía en el bosón, podría servirnos para descubrir estas nuevas partículas. Podría ser una ventana a la nueva física, a otras cosas nuevas que no conocemos.

P. En el descubrimiento del bosón de Higgs jugaban ustedes con ventaja porque ya tenían la explicación antes de hacer el descubrimiento, y no al revés.

R. En física esto se da en las dos direcciones. En 1974, se descubrió una nueva partícula que fue una auténtica sorpresa. Algunas señales apuntaban a la posibilidad de que estuviese ahí, pero la mayoría de la gente estaba muy sorprendida. A veces pasa esto, que los resultados de un experimento tienen como efecto algo inesperado que cambia todo el panorama con el que estabas trabajando.

En otros casos, como en el nuestro, hay una teoría, y tú no sabes si es correcta o no, y hay otras teorías que compiten con ella. Da igual lo elegante o completa que sea una teoría, la naturaleza puede haber tomado otro camino distinto. En este caso, teníamos la teoría y vimos cómo se cumplía, cómo resultó ser una descripción correcta de la naturaleza.

P. ¿Y si no lo hubiesen encontrado? ¿Y si el bosón de Higgs no existía?

R. Eso podía haber ocurrido, claro. La teoría que propusieron Brout, Englert y Higgs en 1964 era muy bonita y elegante, pero había un parámetro que faltaba: la masa del bosón. Podía ser muy grande o muy pequeña, y eso supone un problema a la hora de ‘cazarlo’. Imagínate que hubiese sido un animal. Pues no sabíamos si era un mosquito o un dinosaurio. Las huellas a buscar habrían sido totalmente distintas, ¿no?

Esto nos pasaba a nosotros. Lo bueno es que teníamos el LHC, una máquina creada para resolver la incógnita en un sentido o en otro: si existía, lo íbamos a encontrar porque estábamos listos para explorar toda la región en la que podía esconderse, y si no lo encontrábamos, sería porque la teoría era incorrecta, el bosón no existía y podíamos desechar esa posibilidad.

Ahora lo hemos encontrado, y estamos muy contentos, pero hay gente que habría preferido que no diésemos con él. Yo no, para un físico experimental como yo descubrir algo así es lo mejor que te puede pasar en la vida. Pero para algunos teóricos, habría sido aún mejor descartar el bosón de Higgs, porque así habrían tenido que idear una nueva teoría. Habrían podido poner en marcha su creatividad.

Tonelli ha escrito ‘El nacimiento imperfecto de las cosas’, en el que cuenta cómo fue la caza de la partícula más buscada. (Foto: E. Villarino)

Tonelli ha escrito ‘El nacimiento imperfecto de las cosas’, en el que cuenta cómo fue la caza de la partícula más buscada. (Foto: E. Villarino)

P. Solemos minusvalorar los resultados negativos, pero descartar la existencia del bosón de Higgs habría sido también un avance.

R. Sí, claro. Es que los resultados negativos no dan para escribir titulares (ríe). No es fácil transmitir al público que cuando estás haciendo una exploración, saber qué no hay o dónde no lo hay también es importante. Imagina que llegas a una isla buscando a un dinosaurio. Para encontrarlo, es importante mirar detrás de cada árbol. Incluso la frase “he mirado en este árbol y no hay nada” es una parte de la información muy importante. Es parte de la exploración.

Para entender la ciencia realmente, la gente tiene que entender que no trabajamos solo con éxito y que vamos a toparnos con muchos fracasos. La investigación es una actividad muy difícil, no puedes decir: “No me embarco en esto si el éxito no está garantizado”. Es que no tendría ningún sentido. Imagina una gran montaña y 100 equipos intentando encontrar una ruta hasta la cima. Todos saben que solo uno, o quizá dos, llegará hasta arriba, pero es un esfuerzo colectivo. Incluso los que no llegaron a la cima ayudaron a llegar a los demás.

P. Un esfuerzo colectivo, sí. Pero también una competición.

R. Y una competición muy fuerte, además.

P. Usted dirigía el experimento del CMS, que competía directamente con el experimento ATLAS. Cuenta que durante mucho tiempo fueron los segundones. ¿Qué hacían ellos mejor que ustedes?

R. Es algo que iba en el ADN de cada uno de los equipos. El jefe de ATLAS es un magnífico físico suizo, y el hecho de que él sea suizo definió de alguna forma toda la organización del equipo, que era muy jerárquico y muy vertical. Por poner un ejemplo: el color de los cables, que era un detalle superficial, estaba decidido años antes de que el experimento se pusiese en marcha. Así funcionaban.

Mientras, nuestro experimento era más bien la reunión de un grupo de personas creativas llegadas de distintas partes del mundo: Italia, Francia, Reino Unido, Rusia… Y lo que nos había juntado allí era la belleza de la idea que habíamos tenido y del diseño que queríamos crear. Éramos mucho más anarquistas, o mucho más democráticos, como quieras decirlo. Las discusiones eran libres y acaloradas, y luego tomábamos las decisiones todos juntos.

También éramos extremadamente agresivos proponiendo nuevas ideas. De hecho, en algunos momentos temíamos fracasar por estar siendo demasiado futuristas. Este era el riesgo, pero por otro lado, si lo que proponíamos funcionaba, podía significar un gran éxito. Necesitamos tiempo para desarrollar la tecnología con la que soñábamos. Mientras, ATLAS ya estaba construido y en marcha. Por eso nosotros llegamos tarde. Al final, como la tecnología que propusimos funcionó como esperábamos, nos pusimos a la misma altura e incluso hicimos algunas cosas mejor que ellos.

P. A veces se nos olvida, hablando de experimentos tan avanzados, que después de todo son personas las que los hacen.

R. Este es el motivo por el que escribí este libro. Yo viví la experiencia de descubrir el bosón de Higgs, y aun así no me reconozco, ni reconozco a las cientos de personas que trabajaron para conseguirlo, en las descripciones que he encontrado en otros libros sobre el tema, que se centran en los aspectos tecnológicos del descubrimiento. Todo parece robótico… Y no es así, es justo lo contrario: un entorno vibrante, candente, lleno de emociones humanas, discusiones, ilusiones, decepciones…

P. Se refiere a ello en varias ocasiones como una aventura, una exploración, una cacería…

R. ¡Es que lo es! La ciencia moderna es la exploración de antes: Colón partiendo de España sin saber si los barcos sobrevivirán, dónde va a terminar o si la tripulación que le acompaña aceptará sin más las crisis que surgirán durante el camino. Se trata de un viaje exploratorio a los confines del conocimiento y el éxito solo se puede medir una vez que llegas a tu destino, después de mucho tiempo de travesía. Mientras tanto, lo único que sabes es que, a partir de una línea, está lo desconocido.

¡Claro que las emociones están por todas partes! Eres como un músico que escucha una música que es la primera vez que se reproduce. Eres el primero que la escucha, y sabes que es completamente diferente a todo lo que has escuchado antes. Es una emoción personal muy intensa. Normalmente, los científicos son educados para ser tímidos, para guardarse todo esto. Pero yo soy italiano, ¡no puedo hacer esto! Y pensé que si podía contar así esta historia, con sus emociones, sus giros del guion, los buenos momentos y los malos, podría interesar a más personas.

Guido Tonelli durante la entrevista con Teknautas. (E. Villarino)
Guido Tonelli durante la entrevista con Teknautas. (E. Villarino)

P. ¿Y ahora qué? ¿Cómo continúa una carrera científica después de haber alcanzado la cima que supone encontrar el bosón?

R. Somos gente muy rara, los científicos… (ríe) Alcanzamos estos resultados extraordinarios y dedicamos quizás un par de meses a la satisfacción, las celebraciones, el champán, los premios… Y luego empezamos otra vez a pensar: “Vale, y ahora qué”.

Este descubrimiento abre la ventana a otros nuevos descubrimientos, igual que lo hacen las ondas gravitacionales. Son dos nuevas herramientas para apoyarse y mirar un poco más lejos. Puede que nos ayuden a entender, por ejemplo, la materia oscura. Es un cuarto de la materia del universo y no tenemos ni idea de lo que es. Es lo que mantiene los cuerpos unidos, entre tú y yo ahora mismo hay átomos de materia oscura. Me encantaría apresarlos y estudiarlos, pero no puedo. El bosón de Higgs puede ser una herramienta para hacerlo.

En el caso de las ondas gravitacionales, sueño con que las herramientas que sirvieron para detectarlas puedan ser afinadas cada vez más y quizás oír las ondas gravitacionales de la gran inflación, del momento tras el Big Bang en que todo empezó a expandirse, y así podamos entender mejor un momento crucial del que sabemos muy poco.

Son dos ejemplos, pero para ello hay que ponerse a trabajar. Estamos ya planeando la construcción de otro acelerador, uno mucho más grande que el LHC, que pueda producir millones de bosones de Higgs. Y por ese camino avanzaremos los próximos 20 años.

P. Eso va más allá de la visión inmediata que muchos tenemos, incluyendo los mandatos políticos de los que depende la financiación de este proyecto. Sin recursos para atender todas las necesidades, ¿cómo les convencería de que esta no debe ser descuidada?

R. Europa lidera este campo ahora mismo. Es un hecho. En los últimos 20 o 30 años, hemos avanzado en ese liderazgo. Cuando yo era joven, para trabajar en el campo de la física de partículas había que irse a Estados Unidos. Ahora mismo, tenemos más de 100 físicos estadounidenses en el CERN. Somos los líderes del mundo en esto.

¿Quiénes nos quieren disputar el liderazgo? EEUU, China, Japón y Corea. Países que compiten por el liderazgo en la tecnología, la economía, la carrera espacial y la física. Ellos han entendido que el principal activo del próximo siglo será el conocimiento, y quieren liderar aquellos campos en los que se desarrolla el conocimiento. Así que le preguntaría a un político: “¿Tú qué quieres hacer? ¿Quieres perder el liderazgo que tenemos? Si eso es lo que quieres, muy bien, adelante. Es muy sencillo. No inviertas, no te preocupes, alguien lo hará. Pero tenemos una ventaja, tenemos grandes científicos, hombres y mujeres brillantes que nos hacen ser los mejores, y si la perdemos no la vamos a recuperar”. Es nuestra responsabilidad hacia la próxima generación.

P. La cuestión generacional está muy presente en su relato del descubrimiento del bosón de Higgs. Dice que les veían a ustedes como una generación de físicos alocados con ideas revolucionarias. ¿Ve lo mismo en los que vienen detrás de usted?

R. Son mucho mejores que nosotros. Me dejan alucinado. Cuando les comparo con cómo era yo a su edad, les veo mucho más informados, más centrados en su objetivo, más ágiles al pensar, más motivados. Es normal, viven en un mundo distinto en el que la velocidad de comunicación es mucho más rápida. ¡Es que saben mucho más!

P. Y eso que hay quien parece pensar que las nuevas tecnologías están haciendo a los jóvenes más tontos.

R. Internet en sí mismo no te hace más listo, pero si tienes la estructura mental adecuada, internet es una ayuda inestimable. Es como si comparas a Pelé con Cristiano Ronaldo. Pelé es un jugador maravilloso y probablemente fuese mejor en cuanto a calidad individual y creatividad, pero en el ambiente de hoy en el que todo es más rápido y más fuerte, creo que Cristiano es imbatible. Lo mismo ocurre con los físicos jóvenes. Son imbatibles.

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