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El CERN: el Proyecto del Gran Colisionador de Hadrones (LHC)

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Juan Antonio Rubio

Juan Antonio Rubio
Director General del CIEMAT. Madrid.
Madrid, 15 de enero de 2009

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    El CERN: el Proyecto del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) El CERN: el Proyecto del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) Presentation Transcript

    • CONFERENCIAS EL CERN EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES Por Juan Antonio Rubio Director General del CIEMATEl profesor Juan Antonio Rubio presenta en esta conferencia el proyecto del GranColisionador de Hadrones (LHC) de la Organización Europea para la InvestigaciónNuclear (CERN). Repasa la historia científica y tecnológica de la Organización, elproyecto mismo y su situación actual, los experimentos que se llevarán a cabo en lainstalación y sus expectativas científicas. Asimismo, hace una breve mención a futurosaceleradores que hereden el protagonismo del LHC en el mundo de la Física de Partículas. Fundación Ramón Areces, 15 de enero de 2009eL tema objeto deL títuLo es de indudable El LHC (Large Hadron Collider), construidoactualidad: El CERN y el LHC. Ambos, y utilizando la casa de LEP (Large Electronotros ligados a ellos, constituyeron mi tra- Positron collider), es el último de losbajo cotidiano desde mis últimos tiempos colisionadores de partículas del Laboratorioprevios en el CIEMAT (antes JEN) hasta y en su momento el más avanzado delrecientemente, cuando el Gobierno español mundo (Fig. 1), constituye un proyecto deme nombró Director General del Centro, en complejidad tecnológica sin precedentes,2004. cuya operatividad desde el momento de 45
    • su gestación, habrá tardado el equivalente a Creación del CERNmedia carrera de un profesional, del ordende 20 años. Las primeras propuestas para la creación Se pretende progresar en el del CERN las hicieron eminentes físicosEl objetivo es colisionar haces de protones y también políticos con visión europeísta, conocimiento no sólo decirculando en sentidos opuestos. Las poco después de finalizar la Guerra Mundial.interacciones tienen lugar en cuatro puntos En 1949 Louis de Broglie propuso construir la estructura íntima de lade colisión, a la altura de los haces, y en “…un laboratorio o institución donde sea materia y las fuerzas entre suspromedio, cerca de cien metros bajo tierra. posible hacer ciencia, pero más allá del marcoDel análisis de los datos obtenidos con ellos de los diferentes Estados participantes (…) componentes elementales,se pretende progresar en el conocimiento no Figura 1. El Gran colisionador de Hadrones una colaboración en este campo sería mássólo de la estructura íntima de la materia y las (LHC) en el túnel del LEP fácil debido a la verdadera naturaleza de la sino también del origen delfuerzas entre sus componentes elementales, ciencia”(…)”este tipo de cooperación serviría Universo en el marco delsino también del origen del Universo en el también a otras disciplinas (…)”. Una vezmarco del Modelo de la Gran Explosión. más la ciencia volvía a ser protagonista de la Modelo de la Gran Explosión superación de barreras nacionales, incluso enLos haces de protones están animados de una cuya intensidad es de aproximadamente una época en la que aún estaban muy recientesenergía de 7 GeV, algo más de siete mil veces 12.000 amperios y circulan dentro de un los rescoldos de la terrible confrontaciónsu masa en reposo, lo que permitirá analizar tubo en que se ha hecho un vacío inferior bélica. Los científicos europeos, ayudadoslas interacciones entre sus componente a la cien mil millonésima parte de torr, que por estadounidenses, muchos con el mismoelementales, los quarks, cuya dimensión es es un vacío interestelar, refrigerados hasta 1,9 origen, deseaban también frenar la diáspora Breve y resumida historia del CERNinferior a una trillonésima de metro. grados kelvin, que en la actualidad supone hacia Estados Unidos. Otro ejemplo de la temperatura más baja del Universo en estos últimos fue Isidor Rabi, esencial en entre 1954 y 1957 comenzaron los trabajosEl LHC utiliza gran parte de los 27 kilómetros volúmenes considerables. Los haces están la organización de todo el proceso para de la División de Teoría, se construyó eldel túnel en imanes que mantienen los haces formados por 2.880 paquetes, cada uno la creación del Laboratorio, en el marco sincrociclotrón de protones y se realizógirando en el acelerador siguiendo órbitas con aproximadamente cien mil millones de la UNESCO, en donde se depositó su el primer experimento con repercusióncirculares, con la dimensión necesaria, a de protones y su dimensión transversal es Convención. Entre otros científicos más mundial, estudiando la desintegraciónuna velocidad muy cercana a la de la luz, del orden de 1 milímetro y aún menor en protagonistas del proceso citaremos a P. leptónica del pión, que probó la universalidadaproximadamente diez mil vueltas por los puntos de interacción, del orden de una Auger, E. Amaldi y L. Kowalski. de la interacción débil.segundo. (Anecdóticamente mencionaremos centésima de milímetro. La energía total queque, como el CERN está situado en los transporta el haz en las interacciones, a pesar Como consecuencia el CERN inició sus En 1959 se terminó el sincrotrón de proto-territorios de Francia y Suiza, los aduaneros de estar formado por partículas cuya masa es actividades en 1954, siendo el Organismo nes y se comenzó la medida del momentode ambos países seguro que lo han intentado del orden de la cuatrillonésima de gramo, es promotor de la Física de Altas Energías en magnético anómalo del leptón μ, confir-pero no pueden controlarlas). equivalente a la energía cinética de un avión Europa, no solo mediante la construcción mando la validez de la teoría de interaccio- Jumbo en el momento de su despegue. En de aceleradores sino también estudiando la nes electromagnéticas, la electrodinámicaTodos los imanes mencionados son resumen, el LHC es una instalación que ha radiación cósmica. cuántica, debida a R. Feynman. Este sería unsuperconductores y los dipolares que curvan requerido inmensos desarrollos tecnológicos experimento que duraría muchos años, lle-las trayectorias tienen una intensidad de en prácticamente todas las tecnologías de Fue la primera iniciativa conjunta europea, gando a obtenerse precisiones altísimas en lacampo magnético de siete teslas (cientos de vanguardia lo que ha además ha tenido un pero sus pioneros habían pensado más allá, confirmación de la validez experimental demiles de millones de veces superior a la del efecto social sin precedentes, como luego con amplia visión de nuestro continente. la teoría.campo magnético terrestre) y en cada punto explicaremos. Constituye otro ejemplo de una de lasde colisión se generan ochocientos millones cualidades esenciales de la ciencia, puesta Entre 1961 y 1965 se construyeron losde colisiones por segundo. Estos imanes Dedicaremos unos párrafos al CERN, su en práctica una y otra vez: su constante primeros anillos de almacenamientodipolares están activados por corrientes historia, sus logros y su futuro previsible: contribución a la paz. del mundo, CESAR (CERN Electron46 FRA 47
    • Storage and Accumulation Ring), y se CERN, tan silenciosamente como se habíaadquiere el primer gran ordenador de la adherido a ella, en un momento en el queOrganización, una CDC 6600. la comunidad científica española empezaba a formarse. Las razones alegadas fueronHasta entonces los físicos habían utilizado económicas pero entiendo que había otrasregla de cálculo e, incluso, el CERN contrató de origen político. Por otro lado, éste eraen un circo a una persona capaz de operar ya el momento en el que la diáspora sede memoria con rapidez extraordinaria. había detenido y, gracias al CERN, habíaEl ordenador humano se dedicó a hacer comenzado el equilibrio en la movilidaddemostraciones semanales para el público en científica entre Europa y Estados Unidos.el auditorio principal, que solía llenarse. LaCDC me sufrió no pocas noches para realizar Poco después, utilizando las cámaras desarro-los cálculos necesarios en el análisis del lladas por Charpak, se construye la instala-experimento base de mi tesis de doctorado. ción OMEGA, excelente banco de ensayosOtro hecho, muy importante para nuestra para múltiples experimentos y cuya utilidadcomunidad científica, es que España se de extiende durante bastante más de una dé-adhirió silenciosamente al CERN (1961) y cada, y también se inicia la operación de losentonces comenzó la formación de científicos primeros anillos de colisión de la historia (In-españoles de la especialidad. tersecting Storage Rings) que permitieron las colisiones frontales entre haces de partículas,En 1965 se inician las amplias colaboraciones en este primer caso de protones de 30 GeVinternacionales, aprovechando que la tecno- contra protones de igual energía, maquetalogía de cámaras de burbujas es proclive a ello del LHC.y con estos detectores se obtiene una imagen En uno de ellos, el Espectrómetro Híbrido El experimento estaba dirigido por el Premioe información casi completa de las interac- En 1973 la cámara de burbujas Gargamelle Europeo (EHS), el grupo de partículas del Nobel S. C. C. Ting y tuvo aportacionesciones entre partículas. Es entonces cuando (Fig. 14), desarrollada fundamentalmente CIEMAT tuvo una participación destacada, muy relevantes, como el descubrimiento delcomienza la formación de experimentadores por laboratorios franceses, detecta las tanto en la cons-trucción del detector como gluón y la predicción del valor de la masaespañoles en el CERN y los gérmenes de gru- primeras interacciones puramente leptónicas en el análisis de los datos. Fue la primera vez de uno de los bosones intermediarios de laspos en España. con ausencia de hadrones sobre la base de las que un grupo español aportó instrumenta- interacciones electrodébiles, el Z. interacciones de neutrinos (v), predicción ción electrónica visible.Entre 1968 y 1971 el físico del CERN clave de las teorías de unificación electrodébil En 1982 el Gobierno español acordó laGeorges Charpak finalizaba el desarrollo de S. L. Glashow, A. Salam y S. Weinberg, También en ese periodo se construyeron adhesión, o readhesión, al CERN, medida quede un potente instrumento electrónico, la que obtuvieron por ello el Premio Nobel los experimentos CHARM y CDHS, que fue confirmada el año siguiente por el nuevoCámara Proporcional Multihilos (MWPCh) de Física en el año 1979. De no ser por su analizaron la estructura de los protones y Gobierno y ratificada casi unánimementeque permitiría tomar datos sobre trayectorias fallecimiento prematuro, A. Lagarrigue y Paul neutrones utilizando haces de neutrinos. por el Parlamento español.de partículas cargadas con una frecuencia Mousset hubiesen ampliado la aportación Concluyeron que ambos tenían estructura,altísima, del orden del millón por segundo. europea a la lista de laureados con el Premio confirmando los realizados con haces Entre otras instalaciones S. M. el Rey dePor este instrumento, básico para el Nobel de Física. de muones, y a sus componentes más España visitó el experimento UA1, instaladodesarrollo y la construcción de los actuales elementales, que después se identificarían en el Collider, unos anillos de colisióndetectores de interacciones, G. Charpak fue En 1977 se terminó la construcción del Su- como los quarks, se les llamó “partones”. antiprotón protón, con energías de 450 GeV,posteriormente galardonado con el Premio persincrotrón de protones (SPS) de 300 GeV, que utilizaban una tecnología completamenteNóbel de Física en 1992. después mejorado para alcanzar 450 GeV, y En ese periodo el Grupo del CIEMAT novedosa y que fueron construidos en se construyeron varios detectores en el marco participó en el modernísimo experimento tiempo mínimo. Ambos estuvieron dirigidosCasi simultáneamente, España se retira del de amplias colaboraciones internacionales. MARKJ del acelerador PETRA, en DESY. por Carlo Rubbia. Las tecnologías del48 FRA 49
    • colisionador fueron desarrolladas por Simon Hay más usuarios tanto urbanístico como de servicios, enVan del Meer. Utilizando ambos, C. Rubbia gran medida debido a él. En la Fig. 2 se in-descubrió los bosones vectoriales Z y W estadounidenses trabajando dican varios círculos que corresponden a losque confirmaban definitivamente las teorías diferentes aceleradores, la mayor parte deunificadas electrodébiles. Los dos obtuvieron en el CERN que europeos ellos subterráneos aunque existan accesosel Premio Nobel de Física ese mismo año, en en los laboratorios desde varios lugares, en particular a las zonas1984. UA1 fue el prototipo de los posteriores experimentales. La Fig. 2 muestra un esquemadetectores de partículas. de EE.UU. del conjunto de ellos. En ella puede verse que el anillo del LHC está conectado con otrosEn el entretiempo se estaba construyendo previos que hacen de inyectores del mismo,un anillo de colisión electrón positrón, con de forma que no es un colisionador aisladouna energía inicial por haz de 100 GeV, con sino que utiliza las instalaciones previas deposibilidades de ser incrementada. En él se diversas instalaciones de aceleración. Esorealizaron cuatro experimentos: ALEPH, se conoce como violación de la simetría CP, ha servido no sólo para disminuir su coste yDELPHI, L3 y OPAL, y en los tres primeros que interpreta sus diferencias con la materia. tiempo de construcción, sino también parahubo una importante participación de grupos Este último experimento también estuvo incrementar su rendimiento. Figura 2. Conjunto de aceleradoresespañoles, tanto en la construcción de los dirigido por un Premio Nobel estadounidense,detectores como en el análisis de los datos. James Cronin. A partir de ese momento se Otros resultados de la Organización son susDos de los experimentos estaban dirigidos realizaron otras importantes contribuciones efectos industrial y educativo así como elpor Premios Nobel estadounidenses, Sam científicas pero el protagonismo en el CERN beneficio social de sus avances tecnológicos, El LHC está principalmente constituido porTing y Jacques Steinberger; el equilibrio estuvo en la terminación del LHC y sus como se explica en secciones posteriores del cavidades de aceleración de alta frecuenciaEEUU-Europa comenzaba a decantarse a experimentos. texto. En mi opinión faltan por alcanzar (del orden de varios miles de millones defavor de nuestro continente. Con LEP se otros objetivos que aparecen en la sección hertzios), que permiten a los protones deobtuvieron muchos e importantes resultados titulada: “consideraciones personales sobre el los haces recuperar en cada vuelta la energíaentre los que destacaremos la determinación CERN”. que pierden, pero también por numerososdel número de componentes elementales El CERN: sus principales logros criostatos y bombas de vacío, para alcanzar y(3 familias de 4 componentes) y la validez Ciertamente ya se vislumbran nuevos pro- mantener los parámetros necesarios de formadel Modelo Estándar, que interpreta en un En medio siglo la parte más importante de yectos, que también mencionaré, el futuro que se obtenga la temperatura que requiereúnico marco las interacciones electrodébiles la visión de los fundadores del CERN se previsible del CERN, y obviamente su pre- su funcionamiento superconductor y noy las fuertes, lo que conlleva una descripción ha cumplido porque se ha convertido en el sente, está íntimamente ligado al LHC. Es se pierdan las partículas por interaccionesúnica de todas fuerzas con la excepción de la laboratorio más importante de mundo, en necesario, pues, aprovechar al máximo los con las moléculas que puedan existir en losgravitatoria. donde se reciben científicos de la especialidad resultados obtenidos con este dispositivo. dos tubos por los que circulan los haces, así de noventa países, superándose, además, el como por casi 10.000 imanes, en su mayoríaDesde mucho antes de terminar el LEP equilibrio intercontinental, pues hay mas superconductores: 1.232 dipolos curvadores(2002) se estaba construyendo el Large usuarios estadounidenses trabajando en el de las trayectorias; 392 imanes cuadripolares,Hadron Collider. Entre la finalización del CERN que europeos en los laboratorios de Detalles sobre el CERN y LHC que sirven para focalizar los haces en unLEP y el inicio y progreso del LHC, con sus EEUU. Otra de la contribuciones a la paz plano, y 2.500 correctores de trayectoriaexperimentos, el CERN también ha llevado fueron las colaboraciones con España, la ex- En el CERN trabajan 2.400 personas de staff multipolares, todos superconductores. Exis-a cabo otras importantes contribuciones Unión Soviética y con China mucho antes de y 800 becarios y profesores asociados, todos ten asimismo 1.800 conversores de potencia,científicas. Mencionaremos, por su especial que hubiese una apertura hacia estos países. temporales. Recibe una población de 7.000 de 60 amperios a 24.000. En total serelevancia, los dedicados al estudio de la Hay otros ejemplos pasados y en curso. usuarios visitantes que pertenecen a 70 países utilizan 120 toneladas de helio y 10.000 deantimateria, la construcción de una factoría asociados o colaboradores y a los 20 Estados nitrógeno licuado, enfriadas a temperaturasde antimateria que permitió estudiar y El CERN es prácticamente una ciudad pero miembros. Su presupuesto, estable desde superconductoras y el primero de ellos enalmacenar antiprotones y la medida de lo que en torno suyo ha habido un gran desarrollo, 1980, es de 750 millones de euros anuales. forma superfluida. La corriente circula por50 FRA 51
    • 7.000 km de cable superconductor de niobiotitanio, de 15 x 1,5 mm, constituido por32 fibras de 6.000 filamentos del materialreferido. La longitud total de filamento esequivalente a más de 6 veces la distanciade ida y vuelta entre la tierra al sol. Comoanécdota mencionaremos que las fibraspodrían transportar 2 MW de potenciaaunque aumentando las condiciones devoltaje puede conseguirse transportar unapotencia significativamente mayor. Figura 3. Dipolo de curvatura Figura 4. Interconexión entre imanes, con y sin coberturaLa Fig. 3 muestra la imagen de un dipolode curvatura. En ella puede observarseuna cubierta de hierro, dentro de la cual Posteriormente se probó cada uno de losse mantiene una temperatura de 70 grados subsectores, trozos de círculo del LHC, a También se rompieron las barreras que separan chos casos se cierra la zona de interacción enkelvin, que abraza la denominada “masa bastante más alta energía, próxima ya al valor los subsectores y las fuerzas originadas los torno a la interacción mediante subdetecto-fría”, cuya temperatura es la del helio líquido. nominal (5 TeV). En el último de ellos, que desplazaron, dañando cerca de una treintena res situados en las partes anterior y posteriorDentro de ella hay piezas que se llaman se encuentra entre la población francesa de de imanes. La sobrepresión de helio, aunque del mismo, para detectar la energía de las“collares”, que sujetan los dos tubos por los St. Genis y el punto más profundo del túnel, muy baja (del orden de la milésima de bar), partículas que lo atraviesan si tener mecanis-que circulan los haces, ya inmersos en helio bajo las montañas del Jura, Echenevex, a las fue capaz de arrancar una puerta blindada mo para detectarlas, como los neutrinos. Ensuperfluido. Los tubos corresponden a los 11.00 se detectó una zona resistiva, donde se del túnel. El helio gas invadió el túnel. algunos el detector no cubre la totalidad delcanales de conducción de helio (en rojo), tanto había perdido la superconductividad, entre ángulo sólido en torno a la interacción sinoa 4 K como superfluido, los conductos de dos imanes bipolares, con uno cuadrupolar En el momento de preparar esta conferencia que se sitúan en uno solo de los hemisferios.alimentación y las conexiones de alimentación en medio, posiblemente en una interconexión aún no se ha determinado el número exacto En todos se utilizan campos magnéticos, eny de instrumentación. Entre ellas están las eléctrica, quizás originada por un mal de imanes afectados ni la totalidad de daños su mayoría superconductores, para curvar laque controlan el buen funcionamiento de contacto o soldadura. En ese momento la ocasionados. También se están estudiando las trayectoria de las partículas cargadas, distin-los imanes. Las interconexiones entre imanes corriente había alcanzado una intensidad de medidas adicionales por adoptar para prevenir guirlas y realizar medidas de la curvatura queson complejas, de forma que el total sea un 8.400 A. mejor este tipo de accidentes. Se estima que permite una medida de su energía. Siempreconjunto integrado superconductor de 27 su ejecución durará unos seis meses. se hace una selección electrónica y automáti-km. La Fig. 4 muestra una de esas conexiones, Apenas medio segundo después saltaron ca rápida de las interacciones, buscando, en-con y sin cobertura. los convertidores de potencia, pero ya tre los mil millones de interacciones por se- se había establecido un arco eléctrico en gundo que se producen en cada experimento una de las interconexiones entre imanes. Detectores del LHC del LHC, aquellas que interesan en un expe- Este arco eléctrico perforó la envoltura rimento concreto. En general el objetivo deIncidente en la puesta a punto del LHC del helio y, a pesar de que se activaron los Como antes hemos referido, todos los de- cada una de las capas del detector es el mis- resistores de potencia, que son sistemas de tectores instalados en los colisionadores de mo. Primero se trata de detectar las partículasEl pasado día 10 de septiembre de 2009 co- seguridad de la pérdida de las condiciones de partículas tienen, desde el experimento UA1, cargadas generadas en la interacción y realizarmenzaron las pruebas del LHC. Inicialmente superconductividad, al cabo de 1 segundo la la misma topología. Los subdetectores se ins- una primera determinación de su trayectoria.se probó la circulación de los haces, puesto presión excedió la atmosférica, con lo cual los talan cerca del punto de interacción de las A continuación se determinan las partículasque la energía fue de sólo 0,5 TeV, la misma discos de seguridad situados entre grupos de partículas del haz, en forma de capas, como que interaccionan electrónicamente, más alláque alcanza el SPS, en vez de los 7 TeV no- imanes se abrieron y el helio se escapó desde una cebolla. Con ello se trata de identificar de las que tienen interacciones fuerte comominales. El ensayo tuvo éxito. la cámara aislante al túnel. las partículas generadas en las interacciones, protones, neutrones y piones cargados (los de qué tipo son y cuál es su energía. En mu- neutros viven muy poco tiempo y se mate-52 FRA 53
    • Típicamente los de interacciones fuertes, la cromodinámica cuántica, que es parte integrante del Modeloexperimentos Estándar.multipropósito los típicamente Los experimentos multipropó-realizan 1.500 científicos sito los realizan 1.500 científicos e ingenie- ros de 150 instituciones, procedentes de 30e ingenieros de 150 países, y cuyo coste en material sobrepasa los 350 M euros, la gran parte de él aportado porinstituciones, procedentes los grupos colaboradores. Además el tamañode 30 países, y cuyo coste es inmenso (ATLAS es equivalente a un edi- ficio de cuatro pisos que llenaría la Basílicaen material sobrepasa de Notre Dame de París) y todo el espacio del detector está completamente lleno delos 350 millones de euros componentes que han de ser emplazados con precisión de centésimas de milímetro. Figura 5. Los cuatro detectores del LHC En lo que sigue de esta sección nos referi- remos al experimento CMS (Compact Muon para los experimentos. Siempre se hace una Solenoid) porque es en el que el CIEMAT tie- ne una gran aportación. eL grupo deL ciemat ha construido selección electrónica yrializan en dos fotones). Y, finalmente, los una fracción importante de las cámaras demuones, que atraviesan grandes cantidades La Fig. 6 muestra la estructura del experimen- detección de muones porque ya conocía automática rápida de lasde materia antes de llegar al reposo y desapa- to. Tiene un detector central como primera la tecnología desde el experimento L3 de interacciones, buscando,recer por desintegración. capa, después un calorímetro electromagné- LET y porque las interacciones con muones tico y luego uno hadrónico. A continuación tienen particular interés para la física entre los mil millones deEn la Fig. 5 se muestran los cuatros detecto- hay un gran imán superconductor de 4 teslas buscada. Dichas cámaras, que son de deriva yres construidos e instalados en el LHC. Dos (el más grande e intenso del mundo), des- utilizan argón y CO2 (85/35%), tienen una interacciones por segundode ellos son multipropósito porque están pués el hierro que cierra el campo magnético resolución por celda mejor que un cuarto que se producen en cadapreparados para detectar todas las interaccio- y finalmente el detector de muones de varias de mm, lo que finalmente se traduce ennes de interés que se plantean en el nuevo capas. Finaliza con otro imán. que se obtiene una precisión mejor del 10% experimento del LHCdominio de energía que cubrirá el colisiona- en la medida de la energía de los muones.dor (ATLAS y CMS) y los otros dos están La Fig. 7 muestra el camino seguido por También el CIEMAT ha participado en laespecializados en determinar con precisión las partículas procedentes de la interacción electrónica del experimento así como en lafenómenos poco abundantes en los primeros y la forma de identificarlas. Como puede simulación del análisis, y lo hará activamente(LHCb y ALICE). LHCb tiene como obje- verse las trayectorias espirales de los muones en el mismo.tivo principal determinar las razones de la cambian de sentido después del hierro quediferencia entre materia y antimateria, parti- cierra el campo magnético interno porque Además el CIEMAT ha participado en el de-cularmente a través de la detección y medida este también acaba en sentido opuesto. sarrollo del nuevo sistema de almacenamien-de partículas que contienen el quark b. El de to, transporte y análisis de datos (la GRID)ALICE es determinar un nuevo estado de la Todos los subdetectores están construidos desarrollado para el LHC como banco demateria en que los componentes elementales utilizando las tecnologías que permiten prueba para su utilización social futura comose encontraban libres dentro de los protones alcanzar las más altas precisiones de medida un ingrediente fundamental de las nuevasy los neutrones, estado predicho por la teoría y que han sido desarrolladas expresamente Tecnologías de la Información y las Comuni-54 FRA 55
    • Figura 6. Estructura del experimento CMS Figura 7. Camino seguido por las partículas procedentes de la interaccióncaciones (TIC) con repercusión muy amplia, electrones pierden mucha energía en el campo El desafío de los datos del LHC: anteriores, que permite pasar de 40 millonescomo en el pasado tuvo la Web, desarrollada al curvarse su trayectoria y se convierten en La GRID de Hz, que es la frecuencia con la que seen el CERN. A ello nos referiremos en la sec- espirales que se cierran. cruzan los haces, a 7.500 Hz equivalentes,ción siguiente, más adelante. La cantidad de información que se espera de forma analógica y sobre la base de la En la segunda puede verse la complejidad de los experimentos del LHC es inmensa. información proporcionada por algunasLas Figs. 8 y 9 muestran dos imágenes, una de partículas producidas, por su número. Se detectarán mil millones de interacciones señales de los detectores. En una segundareal, tomada con una cámara de burbujas (la No obstante la mayor parte espiralizan por segundo y la información por captar es fase esa información puede disminuirsede 2 m, del CERN) hace más de treinta años rápidamente debido al campo magnético, equivalente a 1 Petabyte (mil millones) por utilizando procesadores integrados hastajunto a su interpretación, y otra simulada en muy intenso, y porque tienen baja energía. segundo, la misma que generan cien mil telé- 5.000 Hz, y en una tercera, cuya duración esun detector multipropósito del LHC. Sin embargo aparecen cuatro de alta energía, fonos funcionando constantemente durante ya del orden del segundo, se puede disminuir identificados como muones. Es ese un tipo un año. Eso es, con mucho, imposible por más por filtro de la información medianteEn la primera se observa la interacción de interacción de las más buscadas ya que ahora. Se hace necesario, pues, seleccionar software convencional. El resultado es de 100de un mesón K negativo (con uno de los puede ser el resultado de la desintegración electrónica e informáticamente la informa- millones de bytes por segundo, que equivalecomponentes que es un quark extraño) con de un Higgs en dos bosones Z, que a su vez ción para hacerla accesible (Fig. 10). a 1 Petabyte por año. Es decir con métodosuno de los protones del hidrógeno que llena se desintegran en dos muones cada uno de rápidos puede disminuirse la informaciónla cámara. Pueden verse las partículas que en ellos. A este tipo de interacción se lo llama el Afortunadamente de todas estas interacciones por almacenar y analizar hasta lo inicialmenteella se generan: Un kaón y un pión negativos, “canal de oro”. solo unas pocas, y se sabe cuales, son de generado en 1 año. En todo caso la cantidaduna partícula neutra que se desintegra a interés, y el resto es “ruido de fondo”. Además, de información sigue siendo excesiva.cierta distancia de acuerdo con su tiempo éstas se pueden seleccionar en breve tiempo,de vida y otras dos neutras que aparecen analógica y digitalmente. Esa es la razón por El tratamiento de la información sobretambién a cierta distancia (son fotones que se la que se lleva a cabo una selección (trigger), las interacciones tiene una característica,materializan en pares electrón–positrón). Los por otra parte ya utilizada en experimentos puede realizarse en paralelo, interacción por56 FRA 57
    • Figura 8. Fotografía de interacción en cámara de burbujas y su interpretación Figura 9. Interacción simulada en un detector multipropósito del LHCinteracción, y también una servidumbre, tiene GRID y ha encomendado al CERN que lo archivos, en administración unificada, en El CIEMAT, además de sus capacidades enque ser accesible y utilizable desde todos los haga. El procedimiento es como sigue: el educación a distancia, etc. su sede, el centro de la Moncloa, ha abier-grupos colaboradores de un experimento. primer ordenador que recibe los datos está to otro en Trujillo, dedicado únicamente a en la Organización (TIER 0) y luego se La Fig. 11 muestra los objetivos, caminos y aplicaciones sociales. El Centro de Trujillo,Es aquí donde entra la GRID, sistema transfieren, después de un tratamiento inicial, campos científicos de aplicación inmediata denominado CETA (Centro Extremeño deya propuesto para el tratamiento de a 10 nodos situados en diferentes partes del de la GRID (Fig. 10). Tecnologías Avanzadas) – CIEMAT, ha re-la información mediante clústeres de mundo (TIER 1). Existe uno de ellos en la cibido múltiple financiación de la Comisiónordenadores de todo el mundo, unidos Universidad Autónoma de Barcelona, quepor líneas de transmisión y conmutación cubre las necesidades ibéricas, sufragado porde banda muy ancha. Las líneas existen en acuerdo ministerial entre la Generalitat decasi todos los continentes, enlazándolos, en Catalunya y el CIEMAT. Después hay variosforma de ramillete. TIER 2 en España, que corresponden uno a cada experimento, y también existen enLa GRID también incluirá, enlazándolos, Portugal.los superordenadores, porque hay muchoscampos en los que la potencia de cálculo Actualmente el “middleware” de la GRIDparalela no es el método adecuado. También está ya operativo, aunque todavía resultaríason objeto de atención por parte de la Unión optimizable.Europea. La GRID ya tiene, incluso en el estado actual,Este proyecto, previsto para Europa aplicación en múltiples campos científicos ycomo un importante paso en las TIC, ha servicios globales que requieren almacenarencontrado que los experimentos del LHC y analizar muchos datos. Por ejemplo enconstituyen un medio para desarrollar la biología y medicina, en climatología, en Figura 10. El desafío de los datos del LHC58 FRA 59
    • Figura 12. Evolución en el conocimiento de los componentes de la materia hasta principios del siglo XX Figura 11. La GRIDEuropea y sus actividades implican la cola- Y, dado que eran eléctricamente neutros, durante las últimas décadas sobre las inte- conocida en el Universo, y el neutrino elec-boración con casi toda Iberoamérica, Portu- deberían estar compuestos, junto con los racciones entre partículas elementales han trónico, necesario para describir las desinte-gal y otros cinco países europeos, además del electrones, por otras partículas subatómicas mostrado un acuerdo sin precedentes entre graciones nucleares. Los resultados obtenidosCERN. Se espera extender la colaboración a de carga positiva (protones). Fue entrado ya las observaciones experimentales y el llama- en la última década del siglo XX por los ex-África, especialmente a los países ribereños el siglo XX (1909) cuando E. Rutherford, do Modelo Estándar (una Teoría Cuántica de perimentos situados en el colisionador LEPdel Mediterráneo. bombardeando una lámina de oro con iones Campos formulada en consonancia con los del CERN mostraron que existen tres fami- de helio, descubrió que tanto la carga positiva principios de la Relatividad Especial y que lias de fermiones elementales. Estas partícu- del átomo como la mayor parte de su masa describe, mediante Principios de Invariancia las elementales, que constituyen las familias,¿El LHC y sus detectores, para qué? estaban concentradas en un núcleo central de frente a transformaciones matemáticas, las interactúan entre sí mediante el intercambio dimensiones mucho menores que el átomo y interacciones fundamentales conocidas salvo de partículas de espín entero, denominadasLa idea de que La materia está compuesta propuso un modelo en el que los electrones la gravedad: la interacción fuerte, responsable bosones. Conocemos un total de 12 cam-por unidades discretas indivisibles (átomos) orbitaban alrededor de estos núcleos de de la cohesión de los núcleos atómicos y de la pos bosónicos: el fotón, que media en lashabía sido propuesta ya por los atomistas modo análogo a como los planetas lo hacen fusión y fisión nuclear, la electromagnética, interacciones electromagnéticas, los bosonesgriegos hacia el siglo VI antes de Cristo. Sin alrededor del Sol. Desde el descubrimiento del que describe las fuerzas electromagnéticas, la W+,W- y Z, responsables de las interaccionesembargo no fue hasta principios del siglo neutrón por J. Chadwick, en 1932, se sabía cohesión de la materia y los procesos biológi- débiles, y ocho gluones que median las inte-XIX cuando John Dalton utilizó por primera ya que la materia ordinaria estaba compuesta cos, y la débil, que describe, por ejemplo, la racciones fuertes (Fig. 13).vez el concepto de átomo para explicar las por átomos con los electrones distribuidos inestabilidad de algunas partículas).proporciones entre los componentes en las alrededor de un núcleo muy masivo formado Finalmente, para que la teoría conserve lasreacciones químicas y los modos en que estas por protones y neutrones (Fig. 12). En el Modelo Estándar, las entidades ele- probabilidades en las interacciones (sea uni-partículas, únicas e indivisibles, se combinan mentales son los leptones y los quarks, partí- taria), es necesario incorporar una nueva par-para formar los distintos compuestos Conforme se han ido desarrollando acelera- culas ambas de espín semientero (fermiones) tícula de espín 0 (bosón, por tanto) que in-químicos. A finales del XIX (1897), J.J. dores de partículas de mayor energía y de- que se encuentran agrupadas en familias. Por teractúe de un modo concreto con las demásThomson descubrió que las partículas de tectores más complejos y precisos, durante ejemplo, la primera familia está constituida partículas del modelo. Este bosón se intro-carga eléctrica negativa (electrones) que el siglo XX, hemos profundizado en el co- por los quarks u y d, partículas elementales duce mediante el denominado Mecanismoconstituían los llamados “rayos catódicos” nocimiento sobre los constituyentes de la que constituyen los protones y los neutrones, de Higgs que permite, por un lado, que laseran de naturaleza subatómica y, por tanto, materia y las interacciones que tienen lugar junto con los electrones, que permiten cons- magnitudes observables, calculadas median-los átomos no eran entidades elementales. entre ellos (Fig. 12). Los estudios realizados truir los átomos de toda la materia ordinaria te técnicas de perturbaciones, sean finitas (la60 FRA 61
    • nes de una misma causa. Sin embargo, esto sucede a unas energías tan altas (~1019 GeV; Fig. 15) que los efectos gravitatorios, despre- ciables a las energías de los laboratorios, han de tenerse en cuenta. Por tanto, cabe pensar que para unificar las interacciones fuertes y electrodébiles hay que considerar la gravi- tación y, hasta la fecha, no disponemos de ninguna teoría satisfactoria de partículas ele- mentales que incluya esta interacción ni sa- bemos por qué es tan diferente su intensidad de la del resto de las fuerzas. Otro campo de gran interés en la Física Fun- damental es la Cosmología, que estudia laFigura 13. Comparación entre la sección eficaz Figura 14. Partículas de materia (fermiones) agrupadas en las tres familias conocidas y los bosones creación y evolución del Universo. En estede producción de quarks en la interacción de del Modelo Estándar que median las interacciones fuertes, electromagnéticas y débileselectrones y positrones determinada por los caso, el equivalente al Modelo Estándar es elexperimentos de LEP y las predicciones del denominado Modelo de la Gran Explosión,Modelo Estándar para 2, 3 y 4 familias de basado en la Teoría General de la Relatividadfermiones y el Principio Cosmológico. Éste, sólidamen- te fundado en las observaciones realizadas durante las últimas décadas (como el estudioteoría sea renormalizable) y, por otro, que las de la radiación de fondo de microondas y la denominada simetría CP, combinación departículas del modelo puedan tener masa si abundancia relativa de núcleos ligeros en el las operaciones C, de conjugación de cargaes el caso. Es el denominado Bosón de Hi- Universo), describe satisfactoriamente la ma- (cambio de partículas por antipartículas), yggs, elemento esencial del modelo y único yoría de los fenómenos observados a escalas P, de paridad (reflexión especular). En el Mo-ingrediente que aún no ha sido observado cosmológicas. Sin embargo, existen impor- delo Estándar ésta violación, observada ex-directamente. Sabemos, nuevamente por los tantes inconsistencias cuando se confronta perimentalmente, se describe mediante unaresultados obtenidos en el colisionador LEP, con el Modelo Estándar. En este último, por fase compleja introducida ad hoc y no hayque su masa es superior a 114,4 GeV y es de ejemplo, las interacciones entre partículas y argumento alguno que sugiera ni su origenesperar que con la próxima entrada en fun- antipartículas se describen de manera simé- ni su magnitud. Además, los experimentoscionamiento del LHC quede confirmada su trica, pero, según las observaciones realizadas sobre interacciones entre partículas elemen-existencia. hasta la fecha, hasta distancias de ~107 años tales presentan una violación de CP mucho luz de nosotros el Universo parece estar cons- menor de la que se necesita para explicar las Figura 15. Evolución con la energía de laSin embargo, a pesar del excelente acuerdo tituido exclusivamente por materia. observaciones cosmológicas. intensidad de las interacciones fuertes yobservado entre el Modelo Estándar (Fig. electrodébiles y la escala de unificación.14) y los experimentos realizados hasta la fe- ¿Dónde se encuentra la antimateria? ¿Qué Por otra parte, el estudio del Universo noscha en laboratorios terrestres, aún existen va- pasó con ella? Para describir de manera co- indica que, realmente, aún no conocemosrios problemas por resolver. Por ejemplo, en herente la evolución del Universo desde un todos los componentes que constituyen lael modelo hay muchos parámetros indeter- estado inicial con simetría entre materia y materia. Al aplicar el Teorema del Virial alminados que han de fijarse mediante la expe- antimateria hasta un estado como el actual movimiento de las galaxias periféricas en veces superior a la de la materia luminosa.rimentación. La unificación de las interaccio- (proceso denominado bariogénesis) es ne- las agrupaciones de galaxias se observó, ya Estudios posteriores, realizados a finales losnes fuertes y electrodébiles justificaría varios cesario que, entre otras cosas, las interac- en los años 30, que la masa contenida en 60 mediante el análisis del efecto Dopplerde ellos, al hacerlos diferentes manifestacio- ciones entre partículas elementales violen la los cúmulos galácticos debería ser unas 400 en la velocidad de rotación de las estrellas62 FRA 63
    • Figura 16. Velocidad de rotación de los planetas en el Sistema Solar Figura 17. Velocidad de rotación de las estrellas periféricas en la galaxia NGC 6503periféricas de las galaxias, confirmaron la Hubble sabemos que el Universo se encuentra candidatos como, por ejemplo, los bosones determinaron la evolución hasta su estadoexistencia de una gran cantidad de Materia en una etapa de expansión y, de estar de Kaluza-Klein, que aparecen en teorías con actual. El LHC alcanzará la mayor energíaOscura en los halos galácticos formada por dominado por materia, debería experimentar dimensiones extra, o las nuevas partículas posible hasta el momento en un laboratoriopartículas o cuerpos que no emiten ni reflejan una desaceleración debido a la atracción que aparecen en las Teorías Supersimétricas. terrestre y permitirá realizar un estudiosuficiente radiación electromagnética para gravitatoria. Sin embargo, la relación entre la En particular, estas teorías introducen una sistemático de la dinámica de las interaccionespoder ser observados directamente pero sí distancia y la velocidad de recesión observada nueva simetría de la naturaleza (llamada en condiciones controladas a energías de 14tienen efectos gravitatorios sobre los cuerpos para objetos lejanos indica que la expansión supersimetría), que relaciona partículas de TeV en el centro de masas lo que suponeobservados. A grandes rasgos, la luminosidad es acelerada. Estas observaciones, realizadas a espín entero (bosones) con partículas de (Fig. 19) observar que sucedía en el Universode las galaxias (y, por tanto, la cantidad de finales de los años 90, sugieren la existencia espín semientero (fermiones) y da lugar a cuando tenía una edad del orden de 10-12estrellas, esencialmente toda la materia de un tipo de energía desconocida (Energía un nuevo bosón por cada fermión existente segundos, un radio de ~1011 metros, unavisible de la galaxia) sigue una distribución Oscura) que da lugar a una presión negativa y viceversa. Aparte de solucionar algunos temperatura de ~1011 K y una densidadesférica en la parte central y decrece de un y han sido corroboradas por observaciones de los problemas que presenta el Modelo cercana a los 1.030 g cm-3.modo aproximadamente exponencial hacia posteriores como el efecto de lente Estándar y de ser una simetría necesaria en lalos extremos. Según la dinámica newtoniana, gravitatoria en agrupaciones de galaxias. mayoría de los modelos de unificación con lala velocidad de rotación de las estrellas y Los estudios más recientes de la radiación gravitación, la partícula supersimétrica másgas periféricos debería decrecer como r-1/2 de fondo de microondas indican finalmente ligera, denominada generalmente neutralino, España y el CERNsiendo r la distancia al centro galáctico como que el Universo está constituido por un 4% es estable y un buen candidato a ser elsucede, por ejemplo, con los planetas en de materia ordinaria como la estudiada en constituyente de la Materia Oscura. Hasta la Desde la entrada de España en el CERN lael Sistema Solar (Fi. 16). Sin embargo, se los aceleradores de partículas y por un 22% fecha, no hay ninguna evidencia experimental Comunidad de Física de Partículas españolaobserva (Fig. 17) que la velocidad de rotación materia oscura y un 74% de energía oscura de la supersimetría pero es de esperar el LHC ha progresado mucho, y con ella la de Físicaes constante hasta distancias muy lejanas del que son de naturaleza desconocida (Fig. 18). aporte evidencias de su existencia. Nuclear. De 2 Grupos Experimentales y 40centro galáctico (de hecho, no se observa que científicos antes de la adhesión al CERN sellegue a decrecer). Estos resultados indican Para explicar estas observaciones, es necesario Las interacciones entre todas las partículas ha crecido hasta 10 grupos y 250 científicosque desconocemos la naturaleza del 80% de que la Materia Oscura esté compuesta elementales conocidas y las predichas distribuidos entre el CSIC, el CIEMAT yla materia que constituye el Universo. por algún tipo de partícula no relativista por las diversas extensiones del Modelo varias Universidades, la mayoría participando y las extensiones del Modelo Estándar en Estándar desempeñaron un papel esencial en los experimentos del LHC. Hay, ademásPor otra parte, de las observaciones de E. Física de Partículas proporcionan varios en los primeros instantes del Universo y 8 grupos de Física Nuclear (133 científicos)64 FRA 65
    • Figura 18. Naturaleza de los diferentes elementos que constituyen el Universo Figura 19. Historia del Universo mostrando, en escala logarítmica, las relaciones aproximadas entre el tiempo, el radio, la densidad, la temperatura y la energía y la dinámica correspondientey 13 grupos teóricos (332 científicos) Posibles proyectos de acelerador para de 1031 cm-2s-1, que es muy probable, euros. Esta característica y el hecho de queparcialmente trabajando en la Organización, después del LHC previsiblemente para el año 2015. Su coste solo se alcance el mismo rango de energía delcomo es usual en la especialidad teórica. superará los 500 millones. Además se LHC lo hacen improbable.En la actualidad el 4,5% del staff del CERN Habitualmente el CERN suele preparar ideas consideran ya dos aceleradores lineales, eles español y la contribución española supone y desarrollar tecnologías para nuevos grandes ILC y el CLIC. CLIC- Es también un colisionador deaproximadamente el 8% de su presupuesto, proyectos que puedan sustituir a los que electrones y positrones. Se pretende alcanzarun poco más de la mitad de lo que comienzan a operar, es decir mucho tiempo ILC– Es un proyecto de acelerador lineal 1,5 TeV de energía en cada haz, lo quecorrespondería a España pero la distancia antes de que se inauguren. Hay que considerar para hacer colisionar electrones y positrones permitirá conseguir 3 TeV totales de energía,entre los porcentajes sigue disminuyendo. que cada uno de los proyectos supone a una energía de 500 GeV para analizar del orden de 6 veces más que con el ILC. mucho tiempo de estudio, de preparación detalladamente los fenómenos descubiertos El CLIC trata de utilizar nuevos conceptosEl retorno industrial del CERN a nuestro tecnológica, de optimización del diseño de la con el LHC ya que las interacciones de de aceleración de los haces para alcanzarpaís ha sido globalmente equilibrado. En las instalación, de evaluación presupuestaria y, electrones son mas “limpias” (los electrones gradientes también del orden de 150épocas de construcción de nuevas grandes finalmente, de la aprobación y construcción. sí son componentes elementales, como los MeV/m. Existen proyectos para desarrollarinstalaciones suele superar el promedio y en En general el tiempo que suponen todas las quarks, pero no los protones, hechos de las mismas, liderados por el propio CERN.las de explotación científica de las mismas fases descritas es equivalente al tiempo de quarks y gluones). Este dispositivo utiliza muy Estos conceptos están orientados a conseguirdisminuye, fundamentalmente porque ape- operación del previo, incluidas sus variaciones complejas y costosas cavidades de aceleración la aceleración no mediante radiofrecuencianas hay adquisiciones y sí muchos servicios, para optimizar su rendimiento. ya que se pretende alcanzar un gradiente de sino decelerando un haz para lograr otrogeneralmente adjudicado a empresas locales, energía del orden de 159 MeV/m en lugar de alta energía y de relativamente bajade Francia o Suiza. Son varios los proyectos que ahora se de los 10 MeV/m que ahora se consiguen. frecuencia y transmitiendo la potencia a vislumbran en el horizonte, cuya ejecución En total se producirán 1.400 colisiones por través de estructuras llamadas PETS (PowerNo se ha obtenido beneficio suficiente efectiva depende de los resultados del LHC segundo y su longitud será de 31 km, que Extraction Transfer Structures). CLIC es másde la tecnología del CERN, en parte por en su primera fase: en primer lugar una podrían conseguirse en Suiza y Francia, en probable que el ILC, tendrá una longitudincapacidad española. mejora del LHC: el SLHC (superLHC) y torno a las instalaciones actuales del CERN. de unos 50 km pero aún no hay estimación sus detectores para alcanzar luminosidades Su coste estimado es de 6.000 millones de de su coste ya que todavía no se conoce la66 FRA 67
    • tecnología precisa de aceleración. no muchos años: “Durante siglos las relaciones entre ciencia y sociedad hanEl CIEMAT participa en ambos. En el estado gobernados por un pacto tácito.segundo caso (CLIC) mediante el desarrollo y Generalmente los científicos quieren hacerconstrucción de los PETS, componente básico descubrimientos que sean universales, bellosde la tecnología hoy en consideración. o fundamentales, ya puedan preverse o no beneficios concretos para la sociedad (…). La sociedad ha estado generalmente dispues- ta a apoyar el trabajo en ciencia pura princi-Otras muy importantes actividades del palmente porque espera que tenga aplicacio-CERN: la conexión social nes bien en la tecnología, en la medicina o en la guerra. Normalmente estas expectativasLas razones que mueven a los científicos a se han mostrado correctas…, pero ahora estededicarse a sus actividades investigadoras son pacto parece estar en entredicho(…).generalmente vocacionales, personales, pero Figura 20. Destino de los doctores formados en el CERNa muy pocos les mueven razones sociales, Los problemas que ha encontrado el SSCaunque esta actitud vaya progresivamente (Superconting Super Collider) en el Congresodisminuyendo. No pueden olvidar, no son simplemente un desencanto de la cienciapodemos hacerlo, que los presupuestos con pura.” su capacidad tecnológica sino que abren vías nes y en la que hay financiación externa, en-los que se financia la Ciencia se originan en para a acceder más y mejor a mercados inter- tre ellas las de la propia industria; y la terceralas aportaciones de los ciudadanos y estos Consecuentemente se hace necesario, además nacionales. Algunos datos al respecto: de las es el desarrollo de productos de productostienen todo el derecho de conocer y compartir de justo, extremar la transferencia de tecno- empresas adjudicatarias el 38% desarrollaron nuevos cuyos fondos han de ser industriales.los avances científicos así como la de exigir logía, que es mucha aunque pase inadvertida. nuevos productos y como las que lo hicie- Esta última y parte de la anterior ha de serbeneficios sociales de sus inversiones. Es En este sentido el CERN lo hace a través de ron consiguieron generar, en promedio, casi acompañada por una acertada política demás, el ciudadano se sentirá solidario con la formación de personal, de las compras de tres, se puede afirmar que por cada contrato propiedad intelectual. Puede proceder seguirla investigación si además de conocerla, es equipos de alta tecnología y desde hace no del CERN se genera un nuevo producto. Es el camino de patentar los desarrollos o puedeconsciente de los beneficios que supone para mucho a través de una transferencia proac- más, el tamaño y la envergadura de la Or- convenir transferir la tecnología sin patentar,él como individuo y para la colectividad. tiva. ganización compensa el esfuerzo de presen- sobre la base de acuerdos. En todos los casos tar ofertas a sus licitaciones. De las empresas hay que incentivar la transferencia, tanto aEn este aspecto el CERN también tiene Transferencia a través de personal: La Fig. mencionadas el 18 % crearon nuevos equipos los investigadores y tecnólogos, inventoresactividades, cuyo número, además, se 20...muestra a dónde va el personal doctor de I + D, el 42 % afirma haber mejorado su y transferidores de la tecnología, como serincrementa progresivamente. formado en la Organización. Se observa que imagen internacional, el 44% un importante capaz de mantener el apoyo a las industrias aproximadamente un 60% no siguen un ca- aprendizaje tecnológico y el 36% un apren- o spin-offs durante el tiempo necesario paraProcede recordar algunas citas de persona- mino investigador o universitario sino que se dizaje de mercado. garantizar el éxito final. Los fondos del pro-lidades. Albert Einstein decía: “creo, junto dedican a utilizar su excelente información, ceso de transferencia pueden provenir de lacon Shopenhauer, que una de las más fuertes más de la mitad de ellos como profesionales Transferencia proactiva: El proceso de trans- industria para que no sea oneroso a los presu-motivaciones de los hombres para entregarse de la industria. ferencia es conocido. Tiene tres fases, lapri- puestos de la investigación. El proceso ha deal arte y a la ciencia es el ansia de huir de la mera es investigadora, que necesariamente estar canalizado a través de profesionales envida de cada día, con su dolorosa crudeza y Transferencia a través de la compra de equi- depende de presupuestos estatales; la segunda cada uno de los pasos (…). En todos aspec-su horrible monotonía; el deseo de escapar pos: Durante los periodos de construcción es precompetitiva, con desarrollos en domi- tos mencionados el CERN es ya muy eficazde las cadenas con las que nos atan nuestros de equipos para las grandes instalaciones más nios específicas de tecnologías con aplicación o está en vías de serlo.siempre cambiantes deseos”. del 50 % de su presupuesto de adquisiciones social y el desarrollo de prototipos y demos- Los dominios tecnológicos preferentes de la se dedican a los de alta tecnología. En ellas tradores con interés industrial, en la que la Organización son aquellos que se derivanY Stephen Weinberg ha comentado, hace las empresas adjudicatarias no solo mejoran Organización ha de extremar sus aportacio- de los desarrollos en los aceleradores, los68 FRA 69
    • A la comunidades científicas, global y pro- pia de la especialidad: Se pretende informar Para el público en y motivar al personal del CERN, usuarios de la Organización y lo mismo con toda la general se utiliza una comunidad poniéndoles al tanto de los avan- ces, tanto de la especialidad como de la res- red de divulgación tante. La Fig. 21 muestra un resumen de las principales actividades de la Organización al científica que cubre respecto. varios continentes, se Una mención particular merece el programa de formación de educadores. A los profesores preparan y distribuyen de Institutos y Colegios se les invita al programas, se reciben CERN, con beca. Son educadores de todo el mundo. La beca les cubre el viaje y visitas (un total de estancia en el CERN, por periodos de tres meses. Durante los mismos conviven con los aproximadamente científicos y reciben cursos. Posteriormente Figura 21. Educación y comunicación en el CERN. preparan material educativo para difundir en 30.000 al año) y sus países a la vuelta de CERN. se organizan actosdetectores y las TIC. Las tecnologías que organizado las cosas de forma que casi nadie Para el público en general se utiliza una redinvolucran son casi todas las de vanguardia: entiende ni de ciencia ni de tecnología. Son de divulgación científica que cubre varios especialessuperconductividad, alto vacío, criogenia, las condiciones idóneas para el desastre. continentes, se preparan y distribuyenmecánica de precisión, electrónica de Podremos quizás continuar durante un cierto programas, se reciben visitas (un total depotencia y radiofrecuencia, detectores de tiempo pero más pronto o más tarde esta aproximadamente 30.000 al año) y sevisualización de imágenes, etc. y los campos mezcla combustible de ignorancia y poder organizan actos especiales en la exposiciónen los que pueden tener consecuencias como nos estallará entre las manos…” permanente del “Globo del Universo” Consideraciones personaleslas TIC, la Salud, la Energía y otros. un espacio dentro de una construcción sobre el CERN La divulgación científica esta fundamental- emblemática instalada en territorio delTambién es necesario incrementar los esfuer- mente dirigida a los escolares (Fig. 21), al CERN. Existen además exposiciones La Organización ha alcanzado los objetivoszos en Educación, Comunicación y divulgación público en general y a la propia comunidad itinerantes sobre ciencia y tecnología además que establecieron sus fundadores, porque:científica que el CERN ya lleva a cabo, comple- científica, tanto de la especialidad como la de de otra sobre el valor de la ciencia comomentarios de las dedicadas a la formación de todas la comunidades científicas. vínculos de unión entre los pueblos. • Siendo un laboratorio europeo se ha personal antes referida. Procede referir lo que convertido en el mejor del mundo enya se hace (…). Para las comunidades científicas se editan va- su especialidad y es el centro de una Los mandatos son los siguientes: rias publicaciones de alto nivel divulgativo. colaboración planetaria.En primer lugar, además de las sentenciasde Stephen Weinberg antes mencionada Al Público en general: Se pretende aumentar • El LHC, último de sus aceleradores, citaremos una frase de Carl Sagan, muy el conocimiento de la Organización, su valor es único y se abre a una nueva fronterareveladora, aunque sea un tanto maximalista: cultural y la utilidad de su tecnología. del conocimiento de la estructura de la“Hemos organizado una civilización global materia y de nuestro conocimientoen la que los elementos cruciales dependen A las Escuelas: Se pretende aumentar su sobre el origen del Universo segúnde la ciencia y la tecnología. También hemos formación en la Física más moderna. el Modelo de la Gran Explosión.70 FRA 71
    • • Ha dispuesto, y aún dispone, de la mejor infraestructura tecnológica de • La dirección saliente, sin duda clave En todo caso Europa. para finalizar la construcción del mantengamos la actitud acelerador, cometió el error de apresurar su inauguración con un despliegue de Cervantes:Sin embargo, en mi opinión, hay cosas mediático sin precedentes. No eramejorables: necesario. “Sancho, podrán (empeñarse) los • Los proyectos son cada vez más • Conviene reflexionar sobre la costosos, mientras que los presupuestos adaptación del CERN a la época. No encantadores (en) se mantienen constantes, lo que ha estamos ya al final de la Gran Guerra. dado lugar a la externalización parcial quitarnos la ventura de su acervo tecnológico, en un • La participación española en la pero el esfuerzo y el momento en el que Europa busca y Organización ha evolucionado de promueve infraestructuras tecnológicas acuerdo con el desarrollo español. ánimo será imposible” Juan Antonio Rubio de envergadura. En todo caso mantengamos la actitud de Director General Tecnología. • La limitación de sus presupuestos y la Cervantes: del CIEMAT, es En el ámbito univer- avidez natural de los científicos apenas doctor en Ciencias sitario, Juan Anto- deja margen para incrementar el “Sancho, podrán (empeñarse) los encan- AGRADECIMIENTOS Físicas por la Uni- nio Rubio ha sido desarrollo de las aplicaciones sociales. tadores (en) quitarnos la ventura pero el versidad Complu- profesor de Física esfuerzo y el ánimo será imposible” El autor desea expresar su tense. Su trayectoria Nuclear, Mecánica • Existen campos científicos (la Astrofísica reconocimiento a los Drs., M. profesional está Cuántica y Física de Partículas y la Física Nuclear) que Cerrada, Luis García Tabarés y íntimamente vincu- de Partículas en sería conveniente pudiesen ser Carlos Mañá por la excelente lada a la Organiza- las Universidades coordinadas desde la Organización. información suministrada para la ción Europea para Complutense y Au- preparación de esta conferencia. la Investigación tónoma de Madrid.Todo ello está dando lugar a cierta deca- Nuclear (CERN), Además, ha hechodencia, que deseamos sea limitada en el También desea agradecer al Dr. C. el laboratorio de estancias en lostiempo, porque es seguro que con el LHC Maná por su contribución a alguna Física de Partículas laboratorios del MITnuevos éxitos científicos están próximos. de las secciones del texto y al Dr. J. más importante (EEUU), Collège de Salicio por su inestimable ayuda con del mundo. En este Francia y DESY en las figuras y con versión final del mismo. organismo ejerció, Alemania. Ha sidoCONCLUSIONES entre otras funcio- colaborador de los Finalmente quiere dejar explícito nes, la de Jefe del Premios Nobel dePodemos resumirlas en las siguientes: su reconocimiento a D. J.C. Sanz Grupo de Investiga- Física Samuel C. por su lectura cuidadosa y múltiples ción, Asesor Cien- Ting, Carlo Rubia y • La construcción del LHC está comentarios al mismo y a la Sra. tífico del Director Martín Perl y autor terminada con éxito. C. Sanz por la eficaz gestión de la General, Coordina- o coautor de 360 logística tanto de la conferencia dor y, finalmente, la artículos de investi- • Dada la complejidad de la instalación como del artículo. de Jefe de la Divi- gación. era esperable la aparición de averías. sión de Educación Y en menor medida aún es esperable. y Transferencia de72 FRA 73