Catedrático de Física Atómica,

Molecular y Nuclear.

Universidad de Sevilla

En medio del sopor generalizado, en la Conferencia Europea de la Cultura celebrada en Lausana en 1949, un señor bajito y tímido expuso que, a pesar del horror de Hiroshima y Nagasaki, el estudio del núcleo atómico era esencial y para ello había que construir aceleradores de partículas cuyo costo sería tal que exigiría el esfuerzo de todos los países europeos. El pequeño gran hombre fue cortésmente aplaudido por ser el príncipe Louis de Broglie, uno de los padres de la mecánica cuántica galardonado por ello con el premio Nobel.

A pesar de la fría acogida de su propuesta, De Broglie fue pertinaz y en diciembre de 1951 consiguió que once países firmaran el acuerdo para constituir el CERN, siglas francesas de Centro Europeo para la Investigación Nuclear. Poco después empezó la construcción del primer acelerador en la zona fronteriza entre Suiza y Francia cerca del aeropuerto de Ginebra. Ese acelerador, como todos los subsiguientes, tenía forma circular, de anillo. Con el tiempo, el CERN llegó a ser el mayor laboratorio del mundo destinado a la investigación básica y el anillo que acaba de inaugurarse en 2008, el LHC, es el auténtico Señor de los Anillos.

¿Qué es un acelerador de partículas? Una bomba atómica al revés. Todos sabemos que E=mc2. La E es la energía, la m la masa y c, la velocidad de la luz, es un número enorme que al cuadrado lo es mucho más. Significa que una pequeña cantidad de masa puede generar una descomunal energía: la bomba atómica. Por el contrario, en un acelerador, una portentosa factura de la compañía suministradora de energía eléctrica se convierte en unas pocas partículas que estudian los físicos para desentrañar los misterios del núcleo atómico. A mayor energía, o lo que es lo mismo, a mayores dimensiones del acelerador, más partículas se producen en cantidad y variedad pudiéndose así estudiar la materia más profundamente. El anillo LHC, el mayor del mundo, se aloja en un túnel circular de 27 kilómetros de largo. Las partículas se estudian en detectores tan inmensos que cualquiera de ellos tiene más hierro que la torre Eiffel. El presupuesto anual del CERN es estremecedor y lo pagan los países miembros en proporción a su producto interior bruto.

¿Merece la pena semejante esfuerzo económico y científico? De sobra. El CERN, como casi todas las instituciones públicas, es un eficiente privatizador de dinero estatal que funciona de la siguiente manera. Los físicos deciden que hay que estudiar tal aspecto sutil del núcleo atómico. Para ello necesitan un acelerador y unos detectores mucho mejores que los que ya tienen. Eso significa que exigen una infinidad de componentes que se sitúan en los límites de la tecnología. Sacan a concurso entre las empresas europeas la producción de esos componentes. La empresa que vence en uno de ellos no sólo gana el presupuesto del concurso, sino que se sitúa en una posición privilegiada en el mercado mundial del sector tecnológico correspondiente. Además, de vez en cuando, del CERN surgen desarrollos cuya aplicación directa nos deja anonadados, por ejemplo, la popular World Wide Web se inventó allí para que los físicos de todo el mundo pudieran acceder a los datos suministrados por las máquinas del CERN.

LHC es acrónimo de Large Hadron Collider, o gran colisionador de hadrones. Un hadrón es una partícula formada por otras llamadas quarks y gluones. El hadrón más famoso quizá sea el protón, el núcleo del átomo más sencillo y abundante del universo: el hidrógeno. En cuanto se solucionen los problemas técnicos que han surgido en el LHC, que milagroso habría sido que funcionara todo desde el primer día, por dos canales paralelos circularán paquetitos de protones en sentido opuesto que, de vez en cuando, en lugares concretos donde están los detectores, colisionarán. Cada paquetito es un hilillo muy corto y de un espesor que es la quinta parte de un pelo humano. Lo forman unos cien mil millones de protones. Cuando se cruzan los hilillos sólo chocan unos veinte protones de cada uno, pero como van casi a la velocidad de la luz, se producen unas 500 colisiones por segundo. De estos estallidos surgen infinidad de partículas que hay que analizar.

Para aclararnos, piense el lector en dos relojes de los antiguos de bolsillo. Se lanza uno contra otro a gran velocidad. Cuando chocan, resultan destrozados y saltan piezas por todas partes. Lo que hacen los físicos es estudiar esas piezas para averiguar cómo funcionan los relojes. Mientras más relojes destrocemos, más pistas acumularemos hasta deducir el mecanismo del resorte y el áncora, porque ahí es donde está el secreto. Este misterio, hasta ahora no encontrado aunque muy bien conjeturado, se llama bosón de Higgs. Esto es lo que se espera descubrir en el LHC, porque en los anteriores anillos no se ha llegado a una violencia de los choques tan grande como para que salte el mecanismo esencial de las partículas, la auténtica "caja negra" de la materia. Además, se da la circunstancia siguiente. La energía que se concentrará cuando dos protones choquen en el LHC es tal que sólo pudo darse al inicio del universo. Así pues, es posible que estemos a punto de poder filmar el comienzo de la película que nos trajo hasta aquí.

El LHC puede no alcanzar la energía necesaria para descubrir la intimidad más discreta de la naturaleza, pero el CERN, aquél embrión de Europa que propuso el gran idealista que fue el príncipe De Broglie, habrá cumplido el objetivo de unirnos en la excelencia y los sueños.