"El programa del CERN está diseñado para que no se nos escape el Higgs"

Uno no lleva una vida precísamente tranquila cuando dirige uno de los mayores y más importantes centros científicos del mundo, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), junto a Ginebra, que está volcado en la construcción del LHC, el acelerador de partículas de más alta energía que existirá en los próximos años, para ser estrenado en el 2005. La colosal máquina se hace en Europa con un entramado de colaboraciones internacionales que incluye la participación a gran escala de EE UU en un gran proyecto europeo, y con miles de científicos e ingenieros metidos en el programa.Desde luego Luciano Maiani, físico teórico italiano (de San Marino), de 59 años, no lleva una vida tranquila desde hace casi dos años, cuando asumió la dirección del CERN. Pero las cosas se acaban de poner aún más emocionantes, y todo por culpa -o gracias a, según como se desarrollen los acontecimientos en las próximas semanas- de una partícula elemental, el bosón de Higgs, que es el objeto de deseo más popular en este campo científico. El Higgs, sería como una pieza clave que debe ayudar a ensamblar y dar sentido a un rompecabezas ya muy avanzado pero no completo: el modelo estándar de física de partículas que describe los constituyentes fundamentales de la materia y sus interacciones. El Higgs explicaría cómo las partículas elementales conocidas adquieren masa. Nadie puede afirmar que exista.

De repente ha sucedido algo inesperado: hace unas semanas se han registrado unas leves señales en el actual acelerador del CERN, el LEP -a punto de ser cerrado para dejar hueco al nuevo LHC- que podrían ser interpretadas como indicios de Higgs. Todos los físicos de partículas están pendientes del asunto. De momento, el CERN ha decidido mantener el LEP en funcionamiento hasta el 2 de noviembre, un mes más de lo previsto, para ver qué pasa.

Y si no se aclara la cosa: ¿Se sigue con el LEP el año que viene retrasando la construcción del LHC? ¿Se cierra el LEP? ¿Se corre el riesgo de que los estadounidenses se apunten el tanto? "Yo vivo con los dedos cruzados", dice Maini, que participó la semana pasada en el curso Tecnología Empresa y Sociedad para el Siglo XXI en la Universidad Menéndez Pelayo, en Santander.

Pregunta. ¿Qué muestran estos experimentos en que podría haber indicios de Higgs?

Respuesta. Tenemos grandes aparatos, detectores, alrededor de los puntos del acelerador en que chocan electrones y positrones que van casi a la velocidad de la luz. Lo que vemos en los choques son chorros de partículas que atraviesan nuestros detectores. Ahora, en concreto, hemos visto que hay cuatro copos de partículas muy claros y cuando reconstruimos la masa del objeto que los ha producido, vemos que la masa de dos de estos chorros corresponde a la de la partícula Z0 (esperamos que el Higgs se produzca a la vez que ella). Entonces tomamos la masa de los otros dos chorros y vemos qué valor tiene, porque si es Higgs debe tener una acumulación bien definida. Tenemos unos registros con una masa que corresponde a 114 veces la masa del protón. Puede ser la auténtica señal de Higgs o una fluctuación estadística de los resultados. No lo sabemos aún.

P. ¿Qué es una fluctuación?

R. Una fluctuación es algo que puede ocurrir por azar. Si usted tira una monera al aire 100 veces, debería salir 50 veces cara y 50 cruz, pero a veces sale 60 veces cara y 40 cruz. A esto llamamos una fluctuación en estos experimentos. Para comprobar si los datos que tenemos son una fluctuación o no, hemos prolongado un mes el funcionamiento del LEP. Es como tirar la moneda 200 veces en lugar de 100, así es más fácil determinar qué es.

P. ¿Por qué aparecería el rastro de Higgs precisamente al final del LEP, tras una década en funcionamiento?

R. Suponiendo que Higgs esté ahí, no podía ser encontrado antes porque el LEP no tenía energía suficiente.

P. Si puede estar la partícula en este nivel de energía y no se encuentra en el LEP en las próximas semanas, ¿podrían los estadounidenses apuntarse el descubrimiento en su Fermilab mientras el CERN espera cinco años a concluir el nuevo LHC?

R. Tendremos que hacer una difícil elección de política científica: continuar con una máquina, el LEP, que ha llegado a su límite y que no dará nunca una señal perfectamente clara de Higgs, o jugar nuestras cartas al LHC, que permitirá una exploración completa. Si a finales de octubre los indicios de Higgs en el LEP son más a favor que en contra... antes de que los americanos lleguen a este punto pasará un tiempo. Tal vez nos podamos permitir parar el LEP y seguir con la construcción del LHC. La alternativa es mantener el viejo acelerador durante el año que viene, pero eso cuesta mucho dinero, es muy arriesgado y retrasaría la construcción del nuevo.

P. ¿Y si puede aparecer Higgs a esta energía, para qué serviría el LHC, justificado, en primer lugar, para detectar esta partícula?

R. El programa del CERN se ha diseñado de tal modo que el conjunto LEP-LHC no debe dejar ningún agujero por el que se nos escape el Higgs. Además, los físicos piensan que Higgs debe ser el precursor de toda una nueva serie de partículas que deberían encontrarse a energías más altas. Con el LHC podremos explorar todo eso. La física de partículas no se acaba con el bosón de Higgs.

P. ¿Cuáles son los retos para el futuro?

R. El Higgs está aún por descubrir... veremos. Hay un misterio que no sabemos cómo abordar: ¿Cómo se concilian las fuerzas nucleares fundamentales con la gravedad? Un posible puente serían las teórías supersimétricas y esto puede descubrirse identificando esa serie de nuevas familias de partículas que podrían estar en el intervalo [de energía] del LHC. Otro misterio es si existen dimensiones extra en nuestro universo. Hay teorías que predicen que hay otras dimensiones explorables a nivel de las partículas de alta energía. Hay más cosas: la masa de los neutrinos, si el protón es estable o no... Luego, vemos rayos cósmicos de altísima energía que no pueden proceder de muy lejos porque serían absorbidos en el espacio cósmico, ¿dónde se producen? ¿son desintegraciones de partículas remanentes del Big Bang?

P. Muchos expertos piensan que no se puede seguir haciendo aceleradores cada vez más potentes, que después del LHC habría que cambiar de estrategia. ¿Cómo se plantea el CERN el futuro?

R. La discusión sobre esto apenas ha comenzado. Las ideas en circulación indican que hay muchísimas preguntas y que probablemente parte de ellas podrían responderse con un acelerador de la siguiente generación. Dado que estas máquinas son cada vez más costosas y difíciles de construir... pero hay que puntualizar que si se resta la inflación, el LHC cuesta [750.000 millones de pesetas] lo mismo que el LEP, que costó lo mismo que el anterior acelerador, el SPS. La tecnología avanza y con un coste análogo se pueden hacer aceleradores mucho más potentes. El CERN tiene programas de I+D para preparar las tecnologías para el próximo acelerador, pero pasarán 20 años antes de llegar a ese punto.

P. ¿Cómo ve la física de partícuals en España?

R. Vista desde el exterior es perfectamente normal. España tiene una buenísima e influyente escuela de física teórica, ha hecho un esfuerzo para tener una física de partículas experimental, y esto es necesario porque es la base para la transferencia tecnológica, la educación de estudiantes, etcétera. Creo que España debería invertir un poco más en plazas de científicos y en grupos. En otras palabras: España participa en las colaboraciones internacionales como el CERN, está en LHC y espero que este en el próximo programa de neutrinos, pero hace falta consolidar la base en casa.