El Cern cumple 70 años: ¿Cómo los físicos colombianos están contribuyendo al laboratorio de partículas más grande del mundo?

Este año el Centro Europeo de Investigación Nuclear (Cern) cumple setenta años desde que, en 1954, doce naciones europeas unieran fuerzas para hacer realidad la creación de un gran laboratorio para el estudio de la física de altas energías. 

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Hoy, con más de 12.000 científicos de 110 nacionalidades, provenientes de más de 600 institutos y universidades globales, que participan en investigaciones que exploran los misterios del universo, esta institución continúa siendo un ejemplo de cooperación internacional.

Sus logros en la ampliación del conocimiento no son pocos para siete décadas de trabajo. A lo largo de los años 60, los expertos del Cern avanzaron teorías para explicar la fuerza débil y la fuerza electromagnética en el mismo marco. En los 70, uno de sus experimentos aportó las primeras pruebas experimentales de estas ideas y, en los 80, el descubrimiento de las partículas W y Z -portadoras de la fuerza débil- en el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP) supuso la confirmación de la teoría, como reseñan en su página web.

Quizá uno de los descubrimientos se produjo con la entrada en funcionamiento en 2010 del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que comenzó a proporcionar colisiones de partículas y condujo al descubrimiento en 2012 del bosón de Higgs, buscado durante mucho tiempo como la partícula vinculada al mecanismo que da masa a las partículas elementales.

Este colosal instrumento, que consiste en un túnel circular de 27 kilómetros de longitud, es el escenario donde los físicos llevan a cabo experimentos para entender las partículas más fundamentales que componen el universo. En él, como explica el profesor de la Universidad Nacional, Jairo Alexis Rodríguez, se aceleran protones a velocidades cercanas a la de la luz, haciéndolos colisionar entre sí con una enorme cantidad de energía. “Estas colisiones recrean las condiciones que existieron justo después del Big Bang, permitiendo a los científicos estudiar partículas subatómicas que de otro modo serían inalcanzables”, indica el físico colombiano.

Una ciencia de alto nivel en la que nuestro país también participa actualmente. “En Colombia, cuatro grupos de investigación han encontrado en el Cern una plataforma para contribuir al progreso científico global. Estos grupos, de la Universidad de los Andes y la Universidad de Antioquia en el experimento CMS, de la Universidad Nacional y la Universidad Antonio Nariño en el experimento Atlas, y también de la Unal en el experimento LHCb, trabajan codo a codo con científicos de todo el mundo en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Esta participación no solo destaca la capacidad científica de nuestro país, sino que también refuerza nuestra habilidad para colaborar internacionalmente”, señala el profesor Rodríguez.

Para José David Ruiz, profesor de física de la Universidad de Antioquia e investigador del CMS, la participación de esta institución en el Cern les ha permitido a él y a sus estudiantes hacer parte de la ciencia de frontera. “No sólo a nivel básico sino también tecnológico. De otra forma, sería muy difícil para la universidad dejar su impronta en el desarrollo científico de la humanidad”, indica.

Además, destaca que esta colaboración les ha permitido un intercambio constante con científicos de otras latitudes al igual que la formación de estudiantes en ese contexto internacional y de alta exigencia. “Así nuestros estudiantes adquieren experiencia de primer orden para luego ir a formar parte de la comunidad científica y seguir contribuyendo en los experimentos y colaboraciones más avanzadas. Finalmente, esta participación nos permite la apropiación tecnológica que nos permite traerla a Colombia para diferentes aplicaciones científicas e industriales”, explica el docente.

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Por su parte, Gabriela Navarro, profesora de física de la Universidad Antonio Nariño e investigadora del experimento Atlas, explica que esta institución forma parte esta colaboración internacional con el Cern desde 2006, cuando Marta Losada, fundadora del grupo de investigación Experimental High Energy Physics, consiguió que la UAN fuera aceptada como la primera institución colombiana en este prestigioso proyecto.

“Esta colaboración ha permitido a la UAN participar en importantes descubrimientos como el del bosón de Higgs y adquirir experiencia en el uso de herramientas avanzadas de análisis de datos. Además, la universidad ha logrado integrarse en otras colaboraciones relevantes en el campo de la física de altas energías, y ha creado su propio laboratorio de detectores de partículas, donde se investigan aplicaciones de estos detectores para resolver problemas en otros campos del conocimiento”, afirma la docente, quien añade que todo esto ha sido fundamental para la formación de estudiantes en áreas científicas de vanguardia, potenciando su desarrollo y preparación académica.

La Universidad de los Andes es otra de las instituciones colombianas que tiene una amplia participación en varios proyectos del laboratorio Cern, como en el experimento CMS, desde el año 2006, en el proyecto MEDIPIX3 desde el año 2010 y en la colaboración RD51 desde el año 2018.

“Estas colaboraciones científicas han permitido a nuestros profesores contribuir al avance de la física fundamental con descubrimientos importantes como el bosón de Higgs, la exploración de posibles fenómenos físicos más allá del modelo estándar de física de partículas y el uso de detectores de radiación en áreas como la medicina, biología e ingeniería”, asegura Carlos Ávila, profesor de física de Uniandes e investigador del CMS.

Para el docente la participación de esta universidad en el CERN ha contribuido a la formación de recurso humano en nuestro país con el entrenamiento de 47 estudiantes de pregrado, 22 de maestría, 10 de doctorado, 37 ingenieros de cómputo y 6 postdocs. “Al mismo tiempo, nuestros investigadores han aportado a los proyectos internacionales en la actualización y mantenimiento de los detectores de muones, desarrollo de software para procesos de automatización de toma de datos, chequeo de eficiencia de los detectores en tiempo real y el análisis de datos de diferentes escenarios de nueva física”, detalla el profesor Ávila.

Para él, estos aportes han contribuido a mover la frontera del conocimiento con publicaciones en destacadas revistas del área de física de partículas y que además les han permitido obtener reconocimientos internacionales como el premio “CMS achievement award”, otorgado por el experimento CMS a uno de sus estudiantes de doctorado y a dos de sus ingenieros.

“Las tecnologías desarrolladas en las colaboraciones MEDIPIX3 y RD51 se están usando en nuestro laboratorio para aplicaciones en mamografía, angiografía, geofísica y en microtomografía computarizada de rayos X. Los resultados de nuestras investigaciones se han publicado en importantes revistas de física médica y de aplicación de detectores de partículas, así como la escritura de varias patentes, una de ellas enfocada a la implementación de técnicas avanzadas de imágenes de rayos X por contraste de fase con los equipos actuales en la mayoría de los hospitales de nuestro país”, explica el docente de la Universidad de los Andes sobre las aplicaciones diarias de una ciencia que en ocasiones vemos como lejana e incomprensible para el ciudadano común.

Pero los científicos colombianos también son enfáticos en que para continuar con su participación en el Cern necesitan apoyo. “La participación de Colombia en estos experimentos enfrenta un futuro incierto. A partir de 2025, los fondos que han apoyado esta colaboración podrían agotarse. Así como celebramos los logros del Cern en estos 70 años, hacemos un llamado a no olvidar estas importantes iniciativas y asegurar que nuestro país siga participando en los grandes proyectos científicos de la humanidad”, reclama el profesor Rodríguez de la Universidad Nacional.

REDACCIÓN CIENCIA