Mark Thomson, profesor de física de partículas experimentales en la Universidad de Cambridge, ha obtenido uno de los cargos más codiciados de la ciencia mundial. Sin embargo, desde cierta perspectiva, cuesta no preguntarse si ha realizado un sacrificio personal por el bien común.
El 1 de enero, Thomson se convertirá en director general del CERN, el laboratorio de física nuclear galardonado con el Nobel cerca de Ginebra. Es aquí, en las profundidades subterráneas, donde el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) —el instrumento científico más grande jamás construido— recrea las condiciones de los primeros instantes tras el Big Bang.
El LHC se ganó su lugar en la historia al descubrir el escurridizo bosón de Higgs, cuyo campo asociado actúa como un pegamento cósmico que otorga masa a las partículas. No obstante, una de las primeras tareas de Thomson será apagar el colisionador para realizar importantes trabajos de ingeniería. No se reiniciará hasta que su mandato esté próximo a terminar.
En su oficina del Laboratorio Cavendish, más allá de un modelo de la doble hélice del ADN descubierta en Cambridge hace más de 70 años, Thomson está lejos de sentirse consternado por el cierre. De hecho, espera con ilusión los próximos cinco años.
"La máquina está funcionando de maravilla y estamos recopilando enormes cantidades de datos", afirma. "Habrá mucho que analizar durante este periodo. Los resultados de física seguirán llegando".
La trayectoria de Thomson no es la académica tradicional: asistió a una escuela integral en Worthing, West Sussex, y desarrolló interés por la física solo después de leer un libro de divulgación científica sobre el CERN a principios de su adolescencia. "Marcó mi rumbo", recuerda. "Quería entender cómo funciona el universo". Fue el primero de su familia en ir a la universidad, estudiando física en Oxford.
El LHC acelera protones —los núcleos de los átomos de hidrógeno— hasta casi la velocidad de la luz dentro de un anillo de 27 kilómetros bajo la campiña franco-suiza. En cuatro puntos del anillo, se hacen colisionar protones que viajan en direcciones opuestas. La energía de estos impactos crea una lluvia de nuevas partículas, que son registradas por los detectores del LHC. Siguiendo la famosa ecuación de Einstein, E=mc², más energía produce partículas más masivas.
A partir de junio, el cierre allanará el camino para el LHC de Alta Luminosidad, una importante actualización que implica nuevos y potentes imanes superconductores para enfocar los haces de protones, haciéndolos más brillantes. Esto aumentará diez veces el número de colisiones. Los detectores también se están mejorando para captar mejor las sutiles señales de nueva física. "Es un proyecto increíblemente emocionante", dice Thomson. "Es más interesante que simplemente operar la máquina como de costumbre".
Si tiene éxito, la actualización permitirá mediciones más precisas de las partículas y sus interacciones, revelando potencialmente fallos en las teorías actuales que podrían conducir a nuevos descubrimientos. Un misterio persistente es el propio bosón de Higgs. Mientras las partículas elementales adquieren masa del campo de Higgs, se desconoce por qué sus masas difieren. Incluso cómo interactúan los bosones de Higgs entre sí no está claro. "Podríamos ver algo completamente inesperado", señala Thomson.
Supervisar el LHC de Alta Luminosidad será un eje central del mandato de cinco años de Thomson. Pero también debe abordar un proyecto más grande y controvertido: planificar lo que vendrá después del LHC, cuyo fin está previsto alrededor de 2041. El principal candidato es una máquina colosal llamada Futuro Colisionador Circular (FCC).
Según el estudio de viabilidad del CERN, el FCC sería más de tres veces mayor que el LHC, requiriendo un nuevo túnel circular de 91 kilómetros excavado hasta 400 metros bajo tierra. El proyecto se construiría en dos fases, comenzando la primera a finales de la década de 2030. En la década de 2040, el plan es colisionar electrones con sus compañeros de antimateria, los positrones. Luego, alrededor de la década de 2070, esa máquina sería reemplazada por un nuevo colisionador diseñado para estrellar protones a siete veces la energía del LHC. Se estima que la fase inicial costará 15.000 millones de francos suizos, unos 14.000 millones de libras.
La ingeniería en sí es ambiciosa, pero el Futuro Colisionador Circular (FCC) enfrenta desafíos más amplios. Los estados miembros del CERN, que votarán sobre el proyecto en 2028, no pueden cubrir el costo total, por lo que se necesitan contribuyentes internacionales adicionales. Al mismo tiempo, continúa el debate sobre si esta es la mejor máquina para hacer nuevos descubrimientos. No hay garantía de que responda a las grandes preguntas de la física, como: ¿Qué es la materia oscura que se agrupa alrededor de las galaxias? ¿Qué es la energía oscura que impulsa la expansión del universo? ¿Por qué la gravedad es tan débil? ¿Y por qué prevaleció la materia sobre la antimateria cuando se formó el universo? Sin un avance claro y garantizado, la tarea de Mark Thomson de reunir apoyo será más difícil.
Sin embargo, el CERN siempre ha sido más que ciencia. Gracias al laboratorio, Europa es líder mundial en física de partículas, atrayendo a decenas de miles de investigadores e impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías. No obstante, otros países, notablemente Estados Unidos y China, están avanzando en sus propios planes para colisionadores de próxima generación. Que el CERN conserve su preeminencia depende del éxito del sucesor del LHC.
"No hemos llegado a un punto en el que los descubrimientos se hayan detenido, y el FCC es el siguiente paso natural. Nuestro objetivo es entender el universo en su nivel más fundamental", dice Thomson. "Y este no es el momento de rendirse".
Preguntas Frecuentes
Por supuesto. Aquí hay una lista de preguntas frecuentes sobre la declaración: "El hombre que asume el control del Gran Colisionador de Hadrones lo hace solo para apagarlo".
Principiante - Preguntas Generales
1. ¿Qué es el Gran Colisionador de Hadrones?
El LHC es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Es un anillo de 27 kilómetros de imanes superconductores enterrado bajo tierra cerca de Ginebra, Suiza, en el CERN. Los científicos lo usan para hacer colisionar protones a casi la velocidad de la luz y estudiar los componentes fundamentales del universo.
2. ¿Es cierto que una nueva persona asume el control solo para apagar el LHC?
No, eso no es cierto. Esto es un malentendido o una pieza de ficción. El LHC es un instrumento científico crítico. Se nombran nuevos directores o líderes de proyecto para gestionar sus operaciones, actualizaciones y objetivos de investigación futuros, no para terminarlo.
3. ¿Por qué alguien pensaría que alguien quiere apagarlo?
Esta idea podría provenir de la ciencia ficción, un malentendido sobre el mantenimiento programado o confusión sobre debates presupuestarios. El LHC periódicamente pasa por cierres prolongados para actualizaciones y reparaciones, lo que alguien podría malinterpretar como un cierre permanente.
4. ¿Quién está realmente a cargo del LHC?
El LHC es gestionado por el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear. Un equipo de científicos, ingenieros y un líder de proyecto supervisan sus operaciones diarias. Los roles de liderazgo cambian con el tiempo como parte de la progresión profesional normal.
5. ¿Puede una sola persona decidir apagar el LHC?
No. El LHC es un proyecto internacional financiado y operado por una colaboración de muchos países. Cualquier decisión importante, como un cierre permanente, requeriría un consenso complejo entre los estados miembros y la comunidad científica, no de un solo individuo.
Intermedio - Preguntas Operativas
6. ¿El LHC se apaga alguna vez?
Sí, pero solo temporalmente. Funciona en períodos de varios años seguidos de Cierres Prolongados programados. Estos períodos son para mantenimiento esencial, actualizaciones para aumentar su potencia o sensibilidad, e instalar nuevos detectores.
7. ¿Qué sucede durante un Cierre Prolongado programado?
Los equipos realizan miles de tareas de mantenimiento: refuerzan conexiones eléctricas, actualizan sistemas informáticos, instalan nuevos tubos de haz y mejoran componentes de los detectores. Es como una parada en boxes masiva para mejorar aún más la máquina.
