La ciencia rusa que nació de la guerra como herramienta para la paz

El 11 de febrero de 1943, poco después de vencer a Hitler en la batalla de Stalingrado, la Unión Soviética se unió a la carrera por conseguir la bomba. Ese día se fundó el Instituto Kurchatov para la Energía Atómica. Tres años después, en un laboratorio secreto construido sobre un patatal a las afueras de Moscú, un equipo dirigido por el físico Igor Kurchatov logró la primera reacción nuclear en cadena fuera de EE UU. “Este instituto nació con un objetivo estratégico que era necesario alcanzar para la supervivencia del país”, afirma el actual director del instituto, Mikhail Kovalchuk. Ese hito se alcanzó en agosto de 1949, cuando los soviéticos detonaron su primera bomba atómica.

Cerca del reactor con el que comenzó la historia nuclear soviética, Kovalchuk explica los avances científicos impulsados por el miedo a la aniquilación. En 1954, comenzaron a emplear la energía nuclear para producir electricidad y después llegaron los submarinos nucleares y todo tipo de proyectos de investigación básica. “Ahora somos líderes en rompehielos atómicos”, presume este científico grandilocuente que también habla de otro liderazgo menos vistoso. Desde su instituto colaboran en el proyecto Saida, un complejo construido en la bahía que lleva ese nombre en el mar de Barents, en el Ártico, preparado para recibir y desmantelar 155 reactores nucleares de submarinos obsoletos. Allí se trata de contener los peligrosos coletazos de la guerra fría en una colaboración internacional dentro de la Asociación Global Contra la proliferación de Armas y Materiales de Destrucción Masiva del G8. Alemania ha invertido 600 millones de euros en estas instalaciones.

Después de la etapa soviética y de casi dos décadas de estancamiento tras el colapso de la URSS, Rusia quiere volver a la élite de la ciencia del átomo. Para lograrlo, sus responsables políticos han planteado una serie de grandes infraestructuras, desde sincrotrones para producir rayos X a reactores nucleares con los que generar neutrones, que etiquetan con el apelativo de ‘Megaciencia’. Y, como en el cementerio de submarino nucleares, no quieren trabajar solos. La visita para periodistas en la que interviene Kovalchuk ha sido organizada por el proyecto Cremlin, un consorcio en el que participan 19 instituciones rusas y europeas en busca del beneficio mutuo en el ámbito de la ciencia. Esta iniciativa también pretende evitar que el impacto de las sanciones a Rusia por anexionarse la península ucraniana de Crimea dañe la colaboración científica.

Dubna, uno de los mayores centros científicos de Rusia, fue fundada durante la carrera científica por la bomba atómica

Kovalchuk conoce de primera mano el impacto del conflicto y los entrelazamientos entre política y ciencia. Su hermano, Yuri Kovalchuk, una de las personas más ricas del país y hombre cercano al presidente Vladimir Putin, fue uno de los individuos sancionados por el Tesoro estadounidense a raíz del conflicto de Crimea. Él mismo vio cómo los miembros de la Real Academia de Ciencias Russian Academy of Sciences (RAS) rechazaron aceptarle como académico en 2008 pese a las presiones de Putin. A día de hoy, sigue estando en un escalón inferior como miembro correspondiente de la institución.

Como los líderes de la carrera espacial tanto en EE UU como en Rusia, los estudiosos de las propiedades del átomo se vieron involucrados desde el principio en los tejemanejes de la política internacional. 150 kilómetros al norte de Moscú, junto al río Volga, se encuentra Dubna, una ciudad desarrollada en torno a un acelerador de protones construido en los cuarenta, cuando se trataba de construir la bomba atómica. Esta instalación científica, construida bajo la supervisión de Kurchatov y de Lavrenti Beria, el jefe del NKVD (la policía secreta soviética), fue la primera de muchas otras que se agrupan en el Instituto Central de Investigaciones Nucleares.

Allí se encuentra el Laboratorio Flerov para las Reacciones Nucleares, una instalación dedicada a conocer el comportamiento de la materia en los límites de la estabilidad. El centro ha participado en el descubrimiento de varios de los nuevos elementos químicos de la tabla periódica como el livermorio, el dubnio o el flerovio, que no se encuentran en estado natural. Se trata de elementos muy inestables, que se desintegran en pocas horas o incluso segundos. A diferencia de otros aceleradores, que buscan colisiones de partículas a energías elevadísimas, como las que se produjeron durante el Big Bang, para estudiar los restos de esos choques, en el caso del Laboratorio Flerov, los científicos tienen que hacer una labor de precisión. Se trata de juntar dos átomos para crear nuevos elementos. “Si la energía es excesiva, el choque produce fragmentos y no nuevos átomos y si es poca, la fuerza de repulsión de partículas con la misma carga hará que salgan despedidos”, explica Alexander Karpov, investigador del centro.

Dubna será la sede de una de las grandes infraestructuras de ciencia que está construyendo Rusia. El colisionador NICA, una máquina que lanzará átomos de oro a gran velocidad para que choquen entre sí y ayuden a comprender estados de la materia en situaciones extremas, como las que se producen en el interior de una estrella de neutrones.

La crisis económica provocada por las sanciones europeas hizo reducir un 10% las inversiones en ciencia

Construir máquinas como NICA, que tiene previsto arrancar en 2020, requiere inversiones de cientos de millones de euros y para rentabilizarlas es necesario reunir y organizar a toda la comunidad de científicos que las puedan necesitar. En San Petersburgo, en el interior de un recinto de alta seguridad, se está acabando de construir PIK, un reactor nuclear similar a los que se emplean para producir electricidad, pero diseñado para producir neutrones con los que investigar las características de nuevos materiales o de biomoléculas. Igual que los rayos X que se producen en sincrotrones como el barcelonés ALBA, que ha permitido conocer la estructura tridimensional de células infectadas por la hepatitis, los neutrones son capaces de penetrar la materia y contar sus secretos. Estas partículas tienen más capacidad de penetración que los rayos X y además son partículas cargadas, algo que ofrece información sobre las propiedades magnéticas de las muestras estudiadas.

Además de proporcionar conocimiento básico, este tipo de investigación ayudará a analizar nuevos materiales con los que construir, por ejemplo, superconductores a temperatura ambiente. Ahora, llevar la electricidad a través de los cables de alta tensión desde los lugares donde se producen hasta los consumidores supone una importante pérdida de energía en el camino por la resistencia que ofrecen a la corriente eléctrica materiales como el cobre a temperatura ambiente.

Sergey Grigoriev, director adjunto para relaciones internacionales del Instituto Kurchatov en San Petersburgo, plantea un sistema de investigación en cadena para rentabilizar el reactor PIK, que tiene previsto comenzar a operar en 2019. Analizar cada una de las muestras es cuestión de muy poco tiempo y la producción de neutrones es continua. Las partículas son dirigidas después hasta alguna de las 32 estaciones en las que se exponen a distintas muestras, como un pedazo de ADN o de un nuevo material, para analizarlas. “En Rusia tenemos una comunidad de investigadores con neutrones de unas 700 personas y deben de ser unos 7.000 en Europa. Para que nuestro esfuerzo valga la pena necesitamos abrir la puerta a esos investigadores europeos”, explica Grigoriev. El modelo consiste en que los países colaboradores puedan pagar hasta el 25% de la construcción y la explotación del reactor. Después, pueden distribuir un 60% del tiempo que han comprado y deben dejar el 40% restante para el uso del centro por parte de proyectos científicos internacionales.

Durante la visita al centro, varios jóvenes investigadores hablan sobre sus proyectos. Todos son de Rusia o Kazajistán, un país que formó parte de la URSS. Reconocen que en el centro no colaboran con investigadores extranjeros. “¿Tú vendrías aquí?”, pregunta uno de ellos. De momento, ven como una trayectoria lógica que estudiantes de países asiáticos menos desarrollados científicamente lleguen a Rusia, pero el siguiente paso, para todos, es seguir hacia Occidente, a centros de Europa o EE UU.

La crisis económica causada por las sanciones tras la guerra con Ucrania provocaron un descenso de la inversión en I+D del 10% solo en 2016. Proyectos como Cremlin, que ya prepara su segunda fase, intentan paliar esos efectos y servir, como sucedió durante la guerra fría cuando astronautas soviéticos y estadounidenses se encontraron en el espacio, para reducir las fricciones políticas. “Tras dos décadas de estancamiento después del fin de la Unión Soviética vamos por buen camino”, apunta Grigoriev. Según la revista Nature, Rusia es uno de los países en los que más han crecido las publicaciones de alta calidad en el mundo. Solo en el ámbito de las biociencias, se incrementó en un 60% entre 2012 y 2015. Muchos de los grandes avances de la ciencia rusa fueron espoleados por el enfrentamiento político con occidente. Hoy, al menos desde el punto de vista de muchos científicos como Grigoriev, el progreso llegará si se logra mejorar la cooperación.