A Luciana

Vivir es una tarea muyseria y muy peligrosa.

JOÃO GUIMARÃES ROSA

El hombre tiene quesoñar para salvarse.

WALTER BONATTI

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PRÓLOGO:UNA CARRERA Y LA ANSIEDADPOR CULPA DE UNAS MEDIDAS

Estocolmo, 9 dediciembre de 2013, 17.30

Tengo que correr; van a cerrar HansAllde, en calle Birger Jarl, 58. Está a unpar de kilómetros del Grand Hotel, asíque puedo ir a pie. Hace semanas quemandé todas mis medidas por correo

electrónico, con lo cual no deberíahaber sorpresas, pero estoy un poconervioso. Ya es de noche. Hace unmomento todavía brillaba el sol aquí, enEstocolmo. Ha sido un día hermoso yradiante. Gracias al aire limpio y a latemperatura de diez grados bajo cerotodo brillaba. Lo único que me hadecepcionado es el Báltico: no estácongelado, como esperaba. Nunca hevisto el mar helado y confiaba que estavez lo conseguiría; llevaba tiemposoñando con este momento.

El verano pasado nos encontramosen este lugar con Peter Higgs y FrançoisEnglert. Vinimos a Estocolmo paraasistir al congreso de la Sociedad

Europea de Física y durante la cena nossentamos a la misma mesa. Peter estabaentre Fabiola Gianotti y yo, Françoisenfrente y nos rodeaban muchos otrosamigos, así como colegas y jóvenes quepasaban a saludarnos y sacarfotografías. En aquel momento me atrevía predecir que volveríamos a coincidiraquí, a finales de año. Peter y Françoissonrieron en silencio.

Soy físico de partículas y me dedicoa medir las propiedades más complejasde la materia en sus formas másinsólitas, pero dar mis medidas a lasastrería que me confeccionaría el trajepara la ceremonia me supuso todo unreto. La altura y la circunferencia del

cuello son fáciles de definir, pero ¿quésignifica la longitud del pantalón o deltalle? ¿Dónde empieza a cogerse lamedida de las perneras? ¿A qué altura semide el talle? Para no cometer errores lepedí ayuda a Luciana, mi mujer, que metranquilizó y me lo explicó, pero mequedé un poco inquieto. ¿Y si mehubiera equivocado en todo? Recibieronlas medidas en noviembre, así que yadeberían haber hecho un frac que mefuera como un guante. La tienda cierradentro de una hora y la ceremonia esmañana. Si sale algo mal ya no habrátiempo para solucionarlo.

Sería el colmo que no me dejaranentrar en la Sala de Conciertos por no

llevar el formal atuendo que prevé elprotocolo; no quiero ni pensarlo. Todoel mundo me conoce, saben que hevenido; la reducida lista de invitados hasido confeccionada personalmente porlos premiados. ¿Cómo podría explicarque no he participado en la ceremoniade los Nobel porque no he sabidoutilizar un metro de costura?

Mientras aprieto el paso endirección a la sastrería mi mente recorrelos sucesos de los últimos dos años.Tengo la impresión de vivir un sueñoque avanza en rapidísimas secuencias;todavía me cuesta creerlo.

1.LA APUESTA

LA SONRISA DE VOLTAIRE

Ferney-Voltaire, 28 denoviembre de 2011

Me desperté sobresaltado a las seis ymedia de la mañana. Hoy es un díaespecial. El momento decisivo será a lasnueve, cuando Fabiola y yo nosencontremos en el despacho del directordel CERN [Organización Europea para

la Investigación Nuclear]. Somos loscazadores del bosón de Higgs, una delas partículas más escurridizas en lahistoria de la física. Los periodistas lallaman la «partícula de Dios», otros lahan bautizado el «Santo Grial» de lafísica, porque ha conseguido escapar atodas las investigaciones que loscientíficos han emprendido paraencontrarla. Pero nosotros, estoy segurode ello, la hemos atrapado.

Ahora me hace falta un café, y de losfuertes. La vieja cafetera que me hetraído de Italia empieza a emitir lasecuencia de silbidos y borboteos queme resulta familiar. Como de costumbre,lo primero que hago al despertarme es

verificar en el ordenador el estado delniño. Es el mote que le hemos puesto alCMS, es decir, el Compact MuonSolenoid, una bestia de 14 000toneladas de acero y componenteselectrónicos de la que soy responsable yque recoge datos tranquilamente a cienmetros bajo tierra, a diez kilómetros deaquí.

Yo soy el spokesperson del CMS, elportavoz del experimento, el encargadode coordinar el esfuerzo colectivoalrededor del cual se articula lainvestigación en las grandescolaboraciones internacionales; miles decientíficos trabajan en estudios ycalibraciones en todo el mundo y en

todos los husos horarios, bajo el miedoconstante de que un estúpido incidentemande al traste años de trabajo.

Fabiola dirige el otro experimento,ATLAS, y la competición entre nosotroses feroz. Llevamos meses durmiendopoco por las noches. La causa sonpequeñas señales, indicios, anomalíasen los gráficos que unos días aparecenen nuestros ordenadores, resistiéndose alas comprobaciones durante una semana—o incluso dos— para luego, justocuando empezamos a creer, acabarperdiéndose inexorablemente en lasfluctuaciones del ruido de fondo. Es untrabajo frustrante donde los controles ylas comprobaciones son constantes, la

tensión continua y las emociones notienen fin.

Cuando hace cinco años empecé adirigir el experimento, Luciana y yodejamos Pisa y nos mudamos a Ferney-Voltaire, el pequeño pueblo francés quecreció en torno a las propiedades delgran filósofo. Desde la terraza denuestro dormitorio pueden verse lasventanas del estudio de Voltaire, en elcastillo de la colina; en esa habitaciónescribió Cándido. Allí recibía ahuéspedes como Adam Smith o GiacomoCasanova. Un paseo arboladocomunicaba el lago Lemano con elcastillo. Cada vez que la censura enFrancia se recrudecía Voltaire lo

recorría montado en su carroza;permanecía en Ginebra unos meses yvolvía cuando las aguas se habíancalmado.

Ferney-Voltaire se encuentraestratégicamente ubicado en el centro deun triángulo en cuyos vértices sedesarrolla la mayor parte de mi vidaaquí. En uno de ellos, la sede central delCERN, están mi despacho y el cuartelgeneral del CMS. En el otro, el Punto 5,o P5, en Cessy, un minúsculo pueblecitoen las faldas del Jura, se halla eldetector de partículas. Y el último esGinebra, la pequeña ciudadinternacional con 200 000 habitantes deunas 180 nacionalidades y una

enriquecedora vida cultural.Justo aquí debajo está el LHC, el

Large Hadron Collider, o GranColisionador de Hadrones, elacelerador de partículas más potente delmundo. Recorre 27 kilómetros de lafrontera entre Francia y Suiza, en losalrededores de Ginebra. Traza en elsubsuelo un círculo gigantesco que pasapor debajo de las faldas del Jura paraluego rozar la orilla del lago. Aquí, bajonuestros pies, cientos de millones deprotones son acelerados a velocidadesindistinguibles de la velocidad de la luz,para luego chocar con otros protonesque corren en dirección contraria. Losprotones son partículas minúsculas que

componen el núcleo de los átomos, y laenergía que se origina de sus colisioneses insignificante si la trasladamos anuestra vida cotidiana, pero allí dondetales colisiones ocurren concentradas enel espacio infinitesimal, recreancondiciones extremas que no se hanvuelto a dar desde el Big Bang.

Ahora tengo que irme. Salgo conprisa, como de costumbre. El aire esfresco y claro; el Monte Blanco serecorta contra el cielo, con la cimarodeada por un penacho de nubes. Meencuentro sumido en un extraño estadoentre el cansancio y la excitación.

Al pasar por el centro en coche veola estatua de Voltaire. El viejo filósofo,

el «patriarca», como aún lo llaman enFerney, tiene la expresión de unescéptico testigo de los acontecimientoshistóricos. Por mi parte, no soy capaz decontener mi entusiasmo; incluso meparece que me mira y sonríe. Mientraslos campos que separan Ferney y elCERN corren a toda prisa, un únicopensamiento ocupa mi mente: ¡lotenemos!

No puedo evitar pensar en Fabiola.Desde un principio nuestrosexperimentos, ATLAS y CMS, seconcibieron como independientes entresí; por este motivo fueron aprobadossimultáneamente, con el fin de que cadauno diera lo mejor de sí para obtener

primero los resultados. Además, utilizantecnologías diferentes para garantizar lacompleta independencia de lasmediciones: si uno de los dos descubreuna nueva partícula, el otro tiene quepoder confirmar el resultado. Soncolaboraciones internacionales quereúnen a más de tres mil científicos.Pero desde el primer momento «los deATLAS» eran más y mejores quenosotros, incluso más ricos. ATLASsiempre ha sido el primero de la clase.Durante la construcción ellos siemprecumplieron con los tiempos previstos;nosotros siempre íbamos con retraso.Llevaban meses preparados pararecoger datos cuando nosotros todavía

estábamos instalando los primerosdetectores. La sala de control de ATLASes preciosa: espaciosa, equipada con latecnología de visualización másmoderna; la nuestra es sobria, casimonacal, siempre atestada de gente ynormalmente en desorden. Para llegar aCMS hay que conducir durante diezkilómetros a través de la campiña; encambio, ATLAS está ubicado enfrentede la entrada principal del CERN y en lacarretera que va al aeropuerto; al pasarse ve el gigantesco mural que decora unade las paredes del edificio. Es habitualque ministros, presidentes y jefes deEstado decidan visitar ATLAS; anosotros no suelen venir a vernos.

Al principio reaccionamosintentando ser más rápidos en losanálisis de los datos y en la obtenciónde resultados; contamos con un detectormás sencillo y de mayores prestaciones.Durante el primer año de actividad losarrollamos. Publicamos decenas deartículos, a mansalva, mientras ellosrenqueaban y todo el mundo sepreguntaba qué le pasaba al primero dela clase. Luego pasaron al contraataquey ahora nos encontramos codo a codo enla etapa final de la carrera por hallar elHiggs.

Fabiola es una líder natural y unaexcelente física; también es italiana ysomos buenos amigos desde hace años.

De vez en cuando organizamos cenascon amigos en común y las veladas sonde lo más agradable. Podemos hablar decualquier cosa, excepto de una: eso. Enalgunos aspectos somos polos opuestos.Ella nació en la capital y viene de unafamilia burguesa: padre geólogo, madreliterata; ha estudiado en las mejoresescuelas de Milán. Yo nací en unpueblecito perdido en los AlpesApuanos, Equi Terme, de 287 habitantes,una pedanía de Casola in Lunigiana. Elhijo del ferroviario y la campesina fueel primero de toda una familia deobreros y artesanos que obtuvo undiploma; luego llegó la licenciatura.Ella es experta en software y análisis,

yo en detectores. Ella es una personaseria y moderada, pero en sus ojospuede atisbarse cierto nerviosismo. Yodisimulo mejor la tensión; parezcotranquilo y trato de sonreír incluso enlas situaciones más difíciles. Ella esmeticulosa y sistemática; se preocupaconstantemente por los detalles, losmismos que yo suelo descuidar porqueme centro más en el conjunto. Somosmuy diferentes, pero nos entendemos alvuelo. A veces basta con una miradapara que sintamos una profundaconfianza recíproca. Compartimos unapasión ardiente por el conocimiento ysomos honestos en la competición. Nohace falta decir que ambos haremos lo

posible por llegar primeros; haydemasiado en juego. Ambos queremosganar la carrera, pero será unacompetición limpia; ganará el que corramejor.

Cuando aprieto el botón delascensor del edificio 500 me siento unpoco alterado. El despacho del directorgeneral está en el quinto piso. Son las8.58 de la mañana. Fabiola ya hallegado. La cuenta atrás ha terminado, eshora de descubrir nuestras cartas. Pornuestra parte hemos recogido algunosindicios, pero todavía no tenemos laprueba definitiva. ¿Hasta dónde habránllegado ellos? ¿Quién de los dosrealizará el descubrimiento del siglo?

¿Y quién tendrá que contentarse con elsegundo puesto, y condenará así suexperimento al olvido? ¿Tenemosrealmente entre manos el bosón deHiggs? ¿Y por qué esta maldita partículade Dios es tan importante?

QUARKS, GLUONES, BIG BANG YCUCHARILLAS

Formamos una extraña patrulla deexploradores modernos. Nuestroobjetivo es entender dónde nace estemaravilloso universo material que nosrodea y del cual formamos parte. Somoslo que la gente llama «científicos»,

tropas especiales del conocimiento quela humanidad sitúa en la vanguardia paraentender cómo funciona la naturaleza.Mentes flexibles, curiosas, sinprejuicios y dispuestas a acogercualquier sorpresa, conscientes de quepara poder ajustar el mundo a nuestrascategorías mentales es necesariolibrarse de cualquier residuo de sentidocomún y adentrarse en territoriodesconocido. En los límites delconocimiento estás solo, en un mundodonde solo resuenan la intuición de lospoetas y la voz de los locos; son losúnicos seres humanos que, comonosotros, no temen aventurarse porlugares ignotos; por esta razón los siento

cercanos. De algún modo me hacencompañía, porque son valientes, aman elriesgo, no les da miedo acercar elpensamiento a aquellas fronteras que esnecesario explorar para comprender deverdad algo de nosotros y del mundoque nos rodea. Como ellos, somosfunámbulos caminando sobre la cuerdasin arnés de seguridad.

Es algo que les explico a misalumnos desde el primer día de clase.Trato de derribar las pocas certezas quetienen. Todo lo que explica la físicamoderna y que podemos comprendergracias a ella no es más que unaminúscula parte de la realidad. Lamateria, toda la materia, los cruasanes

de crema y el mar, los árboles y lasestrellas, todas las galaxias y el gasinterestelar, los agujeros negros y elfondo fósil de radiación cósmica, ensuma, todo aquello que hemos podidoconjeturar u observar directamentegracias a los telescopios más potentes ya los instrumentos científicos másmodernos no es más que el 5% del totaldel universo. El 95% restante nos estotalmente desconocido.

A eso se reduce toda la cienciamoderna: siglos de estudios einvestigaciones, revolucionesconceptuales como la mecánica cuánticay la relatividad general, una difusasensación de omnipotencia que nace del

control de tecnologías cada vez mássofisticadas… pero, en última instancia,no nos quedan sino unas pocas gotas desaber diluidas en un océano deignorancia.

La belleza de nuestra profesiónconsiste en eso. Lo gracioso es que aunasí todo el mundo cree que sabemos. Yyo me río para mis adentros, e intentoexplicar que lo único que nos distinguees una leve conciencia: únicamentetenemos una idea más clara de loinmensa que es nuestra ignorancia.Somos más cautos a la hora de afirmar.Somos conscientes de que podemosequivocarnos y le damos importanciaincluso al más mínimo detalle que no

concuerde con el cuadro general.Me divierte ver el estupor en los

ojos de quien me escucha cuando intentoexplicar que para un científico lo quecomúnmente llamamos «la realidad» esun concepto espurio, difícil de definircon precisión. Incluso la realidadcotidiana, en la que nos movemos conseguridad, es infinitamente máscompleja de lo que parece a primeravista. La cucharilla con la quemezclamos el azúcar en la taza de cafées un objeto que nos resulta de lo másfamiliar; y cualquiera podría tomarmepor loco si dijera que yo, que soy físico,todavía no he logrado entender qué esesa cosa a la que llamamos

«cucharilla»; porque si intentodescribirla con precisión es inevitableque me tope con serias dificultades. Unacucharilla está formada por unextraordinario número de átomos queintercambian entre sí enlaceselectromagnéticos y se organizan en unaestructura macroscópica que pasa pormultitud de estados microscópicosindividuales; un hervidero de quarks ygluones —las mismas partículas quegeneramos en nuestros aceleradores—inmersos en un flujo continuo y caóticode electrones; por no mencionar lasvibraciones atómicas, rotacionesvariables, moléculas evaporándose eimpurezas depositándose, luz

absorbiéndose y reflejándose en variaslongitudes de onda, o las interaccioneselectromagnéticas y gravitacionales conel resto del universo; no es fácilconciliar esta descripción con el sentidocomún, que repite frases como «unacucharilla es una cucharilla», «no esmás que un trozo de metal moldeado quepermite llevarse a la boca pequeñascantidades de líquido», y muchas otras.No es fácil convencerse de que, por muyrápido que seas, nunca estarás sujetandola misma cucharilla; ni jamás podrásestar seguro de que, si apartaras la vistaun segundo, la cucharilla que veríasluego apoyada en el platillo seaexactamente la misma que acabas de

sumergir en el café.Por no hablar del cielo estrellado.

El mismo que todos hemos visto, aunquesolo sea para ver una estrella fugazdurante la noche de San Lorenzo. Elcielo de los enamorados y los niños, quelevantan la vista hacia el enjambre deestrellas de la Vía Láctea y, generacióntras generación, le plantean a su padre oa su abuelo la misma pregunta que me hehizo Elena, mi sobrina, cuando teníacuatro años: «¿Qué son todas esaslucecitas del cielo?».

Es una bonita pregunta, «larealidad» de un cielo estrellado. Lo quevemos no es en absoluto sencillo; setrata de una superposición de señales

lumínicas procedentes de estrellas adistancias muy diferentes las unas de lasotras pero que alcanzan nuestros ojos enel mismo instante. La física cuántica nosha demostrado que la luz se compone deminúsculos granos indivisibles deenergía a los que llamamos «fotones»;su velocidad, esto es, la velocidad de laluz, es enorme, pero no infinita. Cuandomiramos las estrellas, tan distantes, losfotones que impactan sobre nuestrasretinas y activan sus célulasfotosensibles llevan años viajando;algunos, los procedentes de las estrellasmás lejanas, durante miles de años. Laimagen que reconstruye nuestro cerebroes la del astro en el instante preciso en

que ha emitido esa luz, quizá hace milesde años. Nadie puede asegurarnos queentretanto esa estrella no se hayatrasladado a millones de kilómetros, oincluso que se haya extinguido,iluminando el cielo con una espectacularsupernova. Cada noche, sobre nuestrascabezas, tiene lugar una representaciónsincrónica de fenómenos que distanentre sí miles de años. He aquí cómo derepente comprendemos que aquello queobservamos no existe, o por lo menos node la forma que pensamos. Sabemos queel cielo estrellado que nuestro cerebroreconstruye es una imagencuasiarbitraria de una «realidad» quedepende del lugar, el momento y el

instrumento con que se observa.Los fotones provenientes de estrellas

distantes, como Sadr de la constelacióndel Cisne, emprendieron su viaje cuandoel Imperio romano empezaba atambalearse bajo los golpes de lasinvasiones bárbaras; los de V762, unasupergigante de la constelación deCasiopea, fueron emitidos durante elperiodo álgido de la última glaciación,cuando cubría Europa una capa de hielode centenares de metros; y más todavía,la tenue luz de la nebulosa deAndrómeda, una de las poquísimasgalaxias que pueden distinguirse asimple vista, comenzó su viaje cuandoen la garganta de Olduvai, en África, una

nueva raza de extraños simios empezabaa colonizar zonas cada vez más extensasde la sabana.

Por no hablar de todo lo que nopuede apreciarse a simple vista, como laradiación cósmica de fondo —residuodel Big Bang— que impregna eluniverso, o la materia oscura que todo lopermea y que junta con su abrazo losgrandes cúmulos de galaxias. Los ojoselectrónicos con que escrutamos elcielo, los grandes telescopios terrestreso los instalados sobre satélites, nosproporcionan imágenes del cielo muydiferentes, obtenidas en distintaslongitudes de onda, mucho más ricas ydetalladas que las pobres imágenes que

nuestro ojo es capaz de reconstruir consu limitada sensibilidad. De hecho, elespectro del iris, el mismo que puedeverse descompuesto en el arcoíris, cubreúnicamente una pequeña parte delabanico de frecuencias que pueden tenerlas ondas electromagnéticas,subdividiéndose (al aumentar lafrecuencia y por tanto disminuir lalongitud de onda) en ondas de radio,microondas, infrarrojos, luz visible,ultravioletas, rayos X y gamma.

La bóveda celeste es en realidad unagigantesca máquina del tiempo, peronadie parece asombrarse. Nadie sesorprende frente al espectáculo que serepite noche tras noche; en cambio, se

quedarían pasmados si, paseando por unpequeño valle dolomítico, vieran a suizquierda un grupo de vacas pastando,en el centro a Odoacro liderando a loshérulos que lo llevarán hasta Rávena aacabar con el Imperio romano deOccidente, y a la derecha, sobre unenorme glaciar, a un grupo de nuestrosancestros cubiertos con pieles cazando auno de los últimos ejemplares de mamut.

Así pues, la realidad puede no ser loque aparenta, es mucho más compleja delo que creemos, y la ciencia se esfuerzaen responder a la más simple de laspreguntas, aquella que la humanidadlleva planteándose desde sus orígenes:¿de dónde viene todo esto?

La primera dificultad radica en queel universo que hoy habitamos es muydiferente al que dio origen a todo.Tenemos la suerte de hallarnos en unrincón cálido y acogedor de un cosmosque en general es extremadamente frío.Su temperatura media es de unos −270 °C, un poco por encima del ceroabsoluto, el nivel más bajo concebible.En cambio, en sus inicios, el universoera el objeto más incandescente quepueda imaginarse, tan caliente yturbulento que definir su temperaturasupone todo un reto.

También sabemos que el universo esmuy antiguo. Los estudios más recientesindican una edad de 13 800 millones de

años; así pues, ¿cómo podemospretender conocer su origensimplemente observando la materia fríay antiquísima que nos rodea? Lascondiciones del universo primordial sondemasiado diferentes, así como elcomportamiento de la materia en lascondiciones extremas de temperaturaque había en los inicios, para quepodamos comprender hoy en día lo quesucedió entonces.

Por otro lado no tenemos elección.Si queremos entender el origen de lamateria y comprender a fondo suscaracterísticas tenemos que intentarrecrear aquellos primeros instantes. Elriesgo conceptual es enorme, pero está

en juego la comprensión del mundo.Todo empezó con una minúscula

fluctuación del vacío. Una banal eimperceptible fluctuación cuántica delas muchas que inevitablemente ocurrenen el mundo microscópico. Pero resultaque esta fluctuación en particular poseecierta característica que desencadenaalgo muy especial: en lugar de volver acerrarse inmediatamente, como tantasotras, se expande a una velocidadvertiginosa, y de ahí nace un universomaterial de dimensiones gigantescas querápidamente comienza a evolucionar. Sipudiéramos comprender aquellosprimeros instantes de vida del jovenuniverso, tan diferente del viejo y frío

universo actual, quizá podamos entendercuál será su final.

Para esto se construyó el LHC, ellugar más parecido al primer instante devida del universo que el hombre hayapodido construir. Su objetivo es buscarrespuestas a las preguntas que siguenabiertas acerca de todo lo que nosrodea, y de lo que sabemos muy poco.

Y SE HIZO LA LUZ

El cuadro que se desprende de lasúltimas investigaciones esabsolutamente asombroso. En susprimerísimos instantes de vida el

universo atravesó una fase a la quellamamos «inflación cósmica», uninexplicable fenómeno que hatransformado una minúscula anomalía enalgo gigantesco en un tiemporidículamente pequeño, 10−35 segundos;es decir 0,00000…001 segundos, con 35ceros.

El término nos resulta familiarporque es el mismo que utilizamos eneconomía para describir el aumento delos precios, y alude a algo que se infla,pero aquí se utiliza para describir unfenómeno de crecimiento exponencial auna velocidad vertiginosa. Todo ocurriódurante los primerísimos instantes quesiguieron al Big Bang, cuando lo que

más tarde sería nuestro universo todavíatenía dimensiones insignificantes. Esalgo extraordinario.

De repente, una partícula muyespecial, a la que llamamos «inflatón»,se coloca en el centro de la escena; apartir de ese momento tiene lugar unaprogresión formidable. El extrañomaterial produce en esa microscópicasingularidad una presión de energíanegativa; es decir, lo empuja todo deforma impetuosa hacia el exterior. Laexpansión afecta a todo lo queencuentra, incluso al espacio: es laestructura del vacío lo que se estáexpandiendo. Deslizándose lentamentehacia un pozo de potencial —como una

pelota rodando por una depresión enbusca de un punto de equilibrio— eluniverso libera la energía sobrante encada punto en forma de expansión. Setrata de una energía muy elevada quedurante la expansión se mantieneesencialmente invariada; así pues, elimpulso hacia una siguiente expansiónpermanece y el crecimiento de lasdimensiones se hace exponencial. Enpocos instantes la «nada» se convierteen el «todo». Luego, súbitamente, de unmodo que todavía no se ha esclarecido,el sistema sale del pequeño pozo localen que se encuentra y se precipitavelozmente hacia otro mínimo deenergía, más estable, donde todavía se

encuentra hoy; y el crecimientoparoxístico se apacigua. En unbrevísimo instante, el tiempo necesariopara encontrar el mínimo adecuadodonde instalarse, ese insignificanteobjeto microscópico inicial se haconvertido en algo gigantesco. Durantela velocísima expansión se enfría; alcalmarse vuelve a calentarse y duranteesta fase se puebla de partículas, enmuchos aspectos similares a las queconocemos hoy en día. Los turbulentosinstantes del nacimiento dan lugar a unaevolución más lenta, una expansióngradual que durará millones de años.

El hecho de que en sus orígenes eluniverso atravesara una fase de inflación

cósmica sigue siendo objeto de vivasdiscusiones. La teoría que lo defiendefue propuesta a principios de losochenta y todavía no se han encontradodatos concluyentes, una pruebairrefutable que despeje cualquiersombra de duda y demuestre su validez.Con todo, no son pocos los hechos querespaldan esta hipótesis. El crecimientoexplosivo resuelve todas lascontradicciones en que incurrían lasviejas teorías. Explica por qué eluniverso es tan homogéneo en cualquierdirección y por qué vivimos en unmundo donde no hay monopoliosmagnéticos, esto es, polos norte y suraislados de sus respectivas parejas, lo

cual haría que las ecuaciones delelectromagnetismo fueran perfectamentesimétricas. La teoría del Big Bangconjeturaba que esos polos debíanexistir en algún lugar.

Pero el argumento más convincentees que todos los datos acumuladosdurante los últimos treinta añosreproducen de forma sorprendente lasprevisiones de la teoría.

En cierto sentido la inflación es algoque puede percibirse actualmente en laincreíble homogeneidad de radiacióndel fondo cósmico, ese océano defotones de baja energía que puebla elespacio y que conserva trazasinequívocas de los primeros instantes de

vida del universo, como un fósil quepresenta todos los detalles de algo quesucedió hace millones de años.

Hoy en día la radiación del fondocósmico se estudia al detalle mediantelos instrumentos más sensibles quepuedan imaginarse. Si nuestros ojospudieran observar lo que observa elPlanck, el satélite que a día de hoy harecogido los datos más precisos,tendríamos una maravillosa imagen delcielo que nos circunda. Veríamos unaincreíble homogeneidad que solo puedeexplicarse admitiendo que todo lo quenos rodea es fruto de la expansión de unúnico punto de dimensionesinfinitesimales, pero también veríamos

una explosión de colores debida a lasminúsculas fluctuaciones de temperaturade la radiación cósmica: son los restosfósiles de las fluctuaciones cuánticas deaquel minúsculo punto inicial que dioorigen a todo. Si pudiéramos mirar alcielo con los ojos de Planck veríamosla fotografía de aquel diminuto rincón devacío primigenio que, al expandirse másallá de cualquier medida a causa de lainflación, ha dado origen a nuestrouniverso.

Con todo el inflatón, causante de lainflación cósmica, sigue siendo uno delos misterios más profundos de la físicamoderna.

PERDIDOS EN EL MULTIVERSO

Si asumimos la idea de que el universoha pasado por una fase inflacionaria,¿quién nos asegura que lo mismo que haocurrido aquí entre nosotros no haocurrido por doquier? Por el contrario,lo normal sería pensar que nuestrouniverso no es más que una pequeñaparcela de una realidad mucho másgrande.

Nuestro horizonte observable eslimitado, no podemos comunicarnos ocontactar con otras regiones más allá denuestro universo, pero sabemos que es

posible que existan. Si asumimos estahipótesis nuestra singularidad perderíasu unicidad. Entraríamos a formar partedemocráticamente de una familia demuchísimos universos, cuyo número hasido calculado por algunos y ronda unterrible 10500, ¡un 1 seguido dequinientos ceros! Si así fuera, seríalegítimo conjeturar que el mecanismoque ha producido la inflación puedeestar activo en todo momento. Podríaestar actuando ahora mismo en cualquierrincón de nuestro universo. Si en unaregión microscópica, por algún motivodesconocido, el campo que empuja lainflación no encuentra ese mínimopotencial capaz de aplacar su furor,

nacerá allí otro universo; con el cual, detodos modos, no podremoscomunicarnos.

De esta forma podemos imaginar unaespecie de superuniverso poblado porun elevado número de mundos. En lamayoría de los casos, las microscópicasfluctuaciones del vacío que ocurrenregularmente en el superuniversovuelven a cerrarse sin producir nada,pero en algunos casos se origina elcrecimiento inflacionario que llevará ala formación de otros universos; algunospodrán tener una evolución de largaduración, en ciertos aspectos similar ala nuestra, aunque quizá con leyes de lafísica completamente distintas.

Por ahora son solo especulaciones,que no han sido ni mucho menosconfirmadas experimentalmente, peroresultan muy intrigantes. Y nos alejanaún más, quizá de forma irremediable,de la tradicional idea de que los sereshumanos ocupamos un lugar especial enel universo. Al principio pensábamosque todo giraba alrededor de nuestroplaneta; luego (tras muchos esfuerzos)pusimos el Sol en el centro del mundo.Y cuando nos dimos cuenta de quenuestro Sol es una estrella dentro de unagalaxia secundaria y anónima, una detantas (quizá centenares de miles demillones) que pueblan nuestro universo,nos quedaba el consuelo de que

vivíamos en un «universo» único yespecial, nacido de ese irrepetibleevento que lleva por nombre Big Bang.Ahora la teoría de los multiversosparece querer arrancarnos también estaúltima convicción, abandonándonos anuestra suerte en la búsqueda de razonespara saber qué papel jugamos nosotrosen todo esto.

EL MISTERIO DE LA MATERIA OSCURA

Por otro lado, nuestro universo escondesecretos que hacen que nuestrasconvicciones se tambaleen y nuestrasteorías entren en crisis. Incluso los

objetos más comunes del cosmos, lasgalaxias, escapan en algunos aspectosesenciales a nuestra comprensión. Lasobservaciones sobre la velocidad de lasestrellas más periféricas de las galaxiasespirales, como nuestra Vía Láctea,llevan indefectiblemente a unaconclusión: más allá de la materiavisible —formada por estrellas, polvo,nebulosas y, en ocasiones, un granagujero negro que suele ocupar el centrode la espiral— estas galaxias contienencantidades ingentes de otro ingredientedifícil de identificar. De no ser así, lasestrellas periféricas no podrían moversea la velocidad observada, sino quedeberían ir mucho más lentas. El

resultado: una materia invisible,inexplicable y que no emite luz —porello recibe el nombre de «materiaoscura»— envuelve completamente lasgalaxias llenando todo el espacio queocupan y rodeando sus enormesdimensiones de un «gas» pesado y ligerocuya composición nos es completamentedesconocida.

Todavía más sorprendentes son lasobservaciones sobre los grandes«cúmulos». Las galaxias se parecen encierto modo a nosotros, les gusta viviren familia. Son los cúmulos de galaxias,compuestos por decenas o miles demiembros relativamente cercanos (aescala cósmica, se entiende); se han

estudiado miles de ellos. Al verlos, loprimero que se pregunta un físico es:¿qué es lo que los mantiene unidos? Larespuesta parece obvia: la fuerza de lagravedad con la cual las galaxias seatraen entre sí. Pero al hacer loscálculos las cuentas no cuadran. La masavisible de las galaxias, luminosa ymensurable, es demasiado pequeña. Esnecesario conjeturar la existencia de unaforma desconocida e invisible demateria para poder explicar laestabilidad de estas gigantescasformaciones, una materia misteriosa yomnipresente: en los cúmulos, en cadagalaxia, alrededor de todas las estrellasy planetas; incluso aquí y ahora, a

nuestro alrededor, en las habitaciones denuestras casas.

Filamentos de materia oscura seextienden a lo largo de miles demillones de años luz, como una telarañacósmica que envuelve las diminutasregiones donde se concentra la materiavisible. Gracias a las heterogeneidadesiniciales de esta misteriosa forma demateria se han ido agregando loscúmulos, donde surgieron las primerasestrellas, unos 400 millones de añosdespués del Big Bang; luego surgieronlas primeras galaxias cuya evolución diopie a todo el resto, desde la formaciónde sistemas solares y planetas hastanosotros. Los estudios más recientes

dicen que esta materia invisible yomnipresente constituye el 27% de lamasa total del universo; alrededor de uncuarto del mundo material que nos rodeaestá formado por esta forma oscura ymisteriosa de materia, y es vergonzosoadmitir que no tenemos ni la menor ideade qué la compone.

EL ENCANTO DE SUSY

Desde que las pruebas que demuestranla existencia de la materia oscura se hanmultiplicado, los teóricos se handedicado a elaborar un númeroconsiderable de posibles explicaciones.

Estas teorías son muy diversas entre sí.Una de las más sugestivas es lasupersimetría, muy apreciada por losfísicos porque unida al puzle de lamateria oscura proporcionaría unaelegante explicación a esta y otrascuestiones.

En realidad, se trata de una familiade teorías unidas por la hipótesis de quela materia conocida no es más que unaparte de la materia primordial queprodujo el Big Bang. La teoría proponeque cada partícula conocida tiene unapareja supersimétrica, una partículaidéntica en todos los sentidos, exceptoen que es mucho más pesada y tiene unespín diferente (una propiedad parecida

en ciertos aspectos a la rotaciónalrededor de un eje pero que es propiade las partículas, como la cargaeléctrica).

Para evitar esfuerzos de memoria losfísicos han decidido —salvando algunasexcepciones— llamar a las parejassupersimétricas con el mismo nombreque las partículas conocidas, agregandosimplemente una ese delante. Así, lapareja del electrón se llama «selectrón»,la del quark top se llama «stop»,etcétera. A fin de que todo fuera máscautivador si cabe, para describir deforma genérica las teoríassupersimétricas se usa el acrónimoSUSY, que parece el nombre de una

chica.Internamente, la teoría resulta

consistente y coherente con todas lasobservaciones, así que conviene tomarlaen serio. Pero ¿por qué no hay huellasde las partículas supersimétricas en lamateria que nos rodea? Muy simple:estas partículas poblaban el universoprimordial en la misma proporción quela materia ordinaria. Aquel objetoincandescente era un ambiente idóneopara la existencia de partículas tancompactas y energéticas, pero el rápidoenfriamiento del universo en expansiónprodujo la extinción en masa de lasSUSY. Imposibilitadas para la vida, sedesintegraron casi inmediatamente en la

materia ordinaria: por esta razón ya nopodemos encontrarlas. En realidadpodrían haber desaparecido todas menosuna. De hecho, la teoría contempla quela más ligera de la familia es unapartícula estable y no se desintegra. Estapartícula es la pareja SUSY de losligerísimos neutrinos: se llama«neutralino» y no interactúa sinodébilmente con otras formas de materia,aunque es muy pesada y puede llegar aconstruir enormes agregados capaces deuna intensa atracción gravitacional. Aquítendríamos una explicación para lo quevemos cuando miramos una galaxia o uncúmulo de galaxias. La materia oscura,que mantiene unidas estas enormes

estructuras cósmicas, podría ser un gasformado por pesados neutralinos, restosfósiles de aquella época primordialdonde la materia supersimétricadominaba el mundo.

Así pues, al buscar el origen de lamateria oscura nos topamos con unaforma de materia maravillosa que nisiquiera imaginábamos que existiera;como si hasta ahora hubiéramos miradoal suelo y no hubiésemos alzado los ojosal cielo para ver las maravillas quecontiene; como si la otra mitad deluniverso hubiera estado siempre antenosotros y no hubiésemos hallado corajepara mirarla.

Pero para demostrar la teoría será

necesario encontrar partículas SUSY y,hasta hoy, nadie lo ha logrado. ¿Por quétodavía no han sido observadas? Puedeque la teoría sea errónea; o,simplemente, porque las superpartículasmás ligeras, presumiblemente losneutralinos, son tan compactas que nisiquiera con los aceleradores máspotentes hemos alcanzado la energíanecesaria para producirlas; o quizáporque tienen características muydiferentes a las que hasta ahora hemosimaginado. Pero cualquier día es buenopara realizar un descubrimiento querevolucione en lo más profundo nuestraforma de concebir la realidad que nosrodea.

TIENE QUE HABER UNA EXPLICACIÓN

Por si no fuera suficiente, undescubrimiento reciente ha cambiadodrásticamente el panorama. Ya sabíamosque la expansión del universo, que seinició en el Big Bang, sigue a día dehoy; solo hace falta observar lasgalaxias y los cúmulos de galaxias:cuanto más lejos están de nosotros, másrápido se alejan. Hasta hace pocos añosse esperaba que a causa de la atraccióngravitacional recíproca de todas lasformas de materia la velocidad con quese alejaban disminuyera con el tiempo;

en cambio, al estudiar las galaxias máslejanas, a finales de los noventa sedemostró que su velocidad no solo nodisminuía, sino que aumentaba. Algoacelera las galaxias, una especie deantigravedad que hace que crezca ladistancia entre una isla de materia yotra. A menos que algo cambie, todo semantendrá igual indefinidamente, cadavez más rápido, hasta que las distanciassean tan grandes que la oscuridad loenvuelva todo y un frío sideral inunde eluniverso entero.

Ya, pero ¿qué es lo que origina esteimpulso expansivo? No lo sabemos. Talvez un nuevo campo de fuerzas, o unapropiedad del vacío que todavía no

hemos descubierto, o quizá un residuofósil del estado inicial que produjo elcrecimiento paroxístico de la inflación.Es posible que después de habersecalmado temporalmente y haberreposado plácidamente durante millonesde años se haya despertado de nuevo yhaya vuelto a soplar, aunque sealigeramente.

Al no tener la menor idea de lo quepuede ser, los científicos han llamado aesta entidad expansiva «energía oscura».La densidad de esta incierta energía esextremadamente tenue; aun así ocupa porentero el volumen del universo, siendosu ingrediente principal, ya quecontribuye con un 68% a la masa total.

Si incomodaba reconocer que noteníamos la menor idea de lacomposición de la materia oscura, quesupone una cuarta parte de la materiaque nos rodea, imaginemos el golpe quesupuso en la comunidad científicaadmitir que tampoco se sabía nada decasi todo el resto, es decir, dos terciosde lo que nos rodea.

En fin, si se consideran en conjuntola energía y la materia oscura, el ladooscuro del universo, ese del que nosabemos nada, es con mucho la partepreponderante. Llegados a este puntoincluso los más escépticos tendrán queadmitir que nuestra ignorancia esinmensa: el 95% de lo que nos rodea

nos es total y absolutamenteincomprensible.

Con todo, tiene que haber unaexplicación. Sabemos que en algún lugarde la radiación del fondo cósmico hanquedado huellas, por ahoraimperceptibles, de los primerosinstantes de vida del universo. Sonhuellas que podrían contarnos al detalletodo lo que hoy nos parece tanmisterioso, pero necesitaríamos unasensibilidad cien veces, o quizá milveces superior a la que tienen losinstrumentos más modernos.

Por no hablar de la posibilidad dedetectar señales todavía másescurridizas emitidas bajo forma de

ondas gravitacionales. Señales tandébiles que han logrado escapar adécadas de acecho sistemático realizadocon aparatos extremadamentesofisticados. Todos nosotros soñamoscon inventar nuevas técnicas quepermitan registrar estas señales, odescubrir otras nuevas, para por findescifrar el leve susurro con el que elcosmos no deja de contarnos sunacimiento.

Los aceleradores de partículas comoel LHC son una parte de este granproyecto. Está en juego la comprensiónde la realidad en la que vivimos, y elrecién descubierto bosón de Higgspodría tener mucho que decir al

respecto. Es increíble cómo una únicapartícula —por otro lado, tan huidiza—puede abrir las puertas hacia unconocimiento nuevo y sorprendentesobre el origen del cosmos y la materia.

Todo científico, al menos una vez enla vida, ha soñado con vivir esemomento mágico en que se asoma por uninstante al borde del abismo que señalalos confines de nuestro conocimiento yecha un vistazo más allá; y espera que loque ve y que por un momento solo élconoce cambiará profundamente lavisión del mundo, la vida, la sociedad,el futuro de la humanidad. Merece lapena dedicar una vida entera a estesueño.

2.LOS CHICOS DEL 64

UN PUÑADO DE COSAS QUE CONTARSE

Estocolmo, 23 de julio de2013, 18.30

Tiene el paso ágil como el de unmuchacho y se nota que estáacostumbrado a caminar. A pesar de susochenta y cuatro años y de su aspectofrágil, en cuanto le propongo ir a pieavisa al chófer del Mercedes azul que

los organizadores de la conferencia hanpuesto a su disposición y comenzamos acaminar. El hotel está a un kilómetro ymedio del Vasa Museum y hay querodear la ensenada, pero la temperaturadel bello día veraniego es realmenteagradable. Esta noche será la cena ensociedad y la han organizado allí mismo,en el único museo del mundo quecelebra un fracaso colosal.

El galeón Vasa era el orgullo de laflota de Gustavo Adolfo de Suecia.Tenía que ser la almiranta más hermosa,la más imponente y másescrupulosamente armada del mundo.Había que botarla cuanto antes paramandarla urgentemente contra los

polacos y los lituanos, que le disputabana la potencia naval sueca el monopoliodel comercio en el Báltico. El proyectooriginario no convenció del todo al rey.No era lo bastante imponente y GustavoAdolfo instó a los ingenieros a queañadieran otro puente y lo cargaran concañones de bronce. De nada sirvieronlas cautas y tímidas objeciones por partede algunos expertos carpinteros: lavoluntad del rey no se discutía.

Haber descuidado este detalle saliómuy caro: el 16 de agosto de 1628, eldía del viaje inaugural en la bahía deEstocolmo, el buque que debía celebrarel poderío marítimo de la corona deSuecia se hundió como una piedra en el

barro de la ensenada. Siglos más tardelo sacaron de allí intacto, con la maderade finísimas decoraciones y sus cañonesde bronce, que no habían disparado unasola bala.

Ahora puede visitarse en este museo,construido a unos cientos de metros dellugar bajo el agua donde descansódurante más de tres siglos; hace lasdelicias de los niños de todo el mundo,que pueden subir a bordo y tocar uno deesos navíos que pueblan su imaginación.

Durante los veinte minutos delpaseo, Peter me cuenta alegremente susexcursiones por los alrededores deEdimburgo y luego las muchas einterminables marchas por la paz en las

que ha participado. En un momentodado, me pregunta curioso: «¿Cómohabéis conseguido que tres mil físicostrabajen conjuntamente de formacoherente?». Me divierto contándole losconflictos, las disputas, las dudas quecirculaban entre los colaboradorescuando empezamos a detectar lasprimeras señales de la partícula quelleva su nombre. Cuando le hablo de lasapuestas que habría ganado, él ríecomplacido y añade: «Francamente, yotambién me sorprendí de que llegarais adescubrirla. No estaba nada seguro deque existiera realmente».

La mayoría de la gente considera aPeter Higgs un hombre de carácter

difícil, una especie de ogro hosco yaburrido. Nada más lejos de la realidad.Esta mala fama nace probablemente desu conflictiva relación con losperiodistas. Peter intenta evitarlos desdeque un tipo sin escrúpulos le jugó unamala pasada: publicó una entrevistadonde le atribuía frases negativas que élno había pronunciado. Así, su reticenciaa aceptar entrevistas ha provocado quese le achaque una actitud de misántropocompletamente infundada. Peter siempreha sentido temor y recelo de losperiodistas; incluso ayer, durante larueda de prensa, me pareció tenso ydesamparado.

La Conferencia de la Sociedad

Europea de Física es la más importantedel año. Además, esta edición tienelugar en Estocolmo, tres meses antes dela fatídica fecha del 8 de octubre,cuando la Real Academia de lasCiencias anuncia al mundo losganadores del Premio Nobel de Física.Todo el mundo sabe que durante elúltimo año en el LHC hemos recogidopruebas de que la nueva partículadescubierta en 2012 tiene característicasmuy parecidas a las previstas por Brout,Englert y Higgs en 1964. Se espera quela Real Academia de las Ciencias lotenga en cuenta, y todas las miradasapuntan a los dos «jovenzuelos» queestán aquí. Todo el mundo cree que este

año la suerte les sonreirá.Ayer, François y Peter abrieron la

conferencia con dos clasesconmovedoras y los organizadores hanprogramado en su honor una rueda deprensa durante el intervalo previsto parala comida, justo al término de la sesióninaugural.

Un periodista le pregunta a PeterHiggs qué se siente al ser considerado elpadre de una partícula tan importante yél responde secamente: «Nada enparticular, porque mi contribución fuemínima». Otros, en busca de un grantitular, insisten: «Háblenos del momentodel eureka». A lo que él, con unasonrisa, responde: «Era agosto y

acababan de rechazarme el artículo quehabía escrito. Durante un par de díaspensé en desistir. Luego añadí unascuantas frases, porque evidentemente nolo habían entendido».

Son muy diferentes entre sí; dehecho, tienen personalidades opuestas.Peter es tímido y lacónico, François esenérgico e impetuoso. Cuando uno hablase le ve rígido, absorto, apenas muevelos labios y es parco en palabras. Elotro se alborota, gesticula con las manosy el cuerpo para ilustrar los conceptosque expone; cuenta historias, bromea, yde vez en cuando parece que suatolondrado discurso no vaya a tener fin.Pero esta no es la única diferencia.

François Englert tiene raíces judías:durante la guerra sobrevivió alHolocausto, pero su familia recibiógolpes muy duros. Era un niño cuandolos nazis invadieron Bélgica y escapó ala masacre gracias a que estuvoescondido durante años. Es un enfantcaché, como se llamaban los niñosjudíos acogidos por orfanatos o familiasmuy valientes que se hacían pasar porcristianos. Carga en su alma todas lasheridas de aquel terrible periodo, y talvez su entusiasmo, la viveza que lerezuma por todos los poros de la piel, esuna reacción natural de quien ha vividodemasiado tiempo aterrorizado. Trassobrevivir a aquellos tiempos horribles

vio a muchos miembros de su familiaemigrar a Israel, país que visita amenudo y con el que mantiene unarelación muy especial.

Todo lo contrario que Peter Higgs.Desde los años sesenta, Peter participaen las manifestaciones por el desarme ya favor de la paz. Es un verdaderoactivista y sus convicciones políticas lohan llevado a defender a menudo lacreación de un estado en Palestina. En2004 le comunican que ha ganado elPremio Wolf, una prestigiosacondecoración otorgada en Israel por lafundación homónima y cuya importanciasolo es superada por el Premio Nobel,pero la ceremonia dispone que los

ganadores reciban el premio de manosde Moshe Katsav, por aquel entoncespresidente de Israel. Peter no duda: seniega a viajar a Jerusalén. A laceremonia de entrega solo asisten susdos amigos: Englert y Brout.

La familia de François es muynumerosa. Se ha casado tres veces ytiene multitud de hijos y nietosesparcidos por todos los rincones delplaneta. Peter, en cambio, solo se hacasado una vez, con su amadísima Jody,una apasionada lectora americana deUrbana, Illinois, que trabajaba en lamisma universidad de Edimburgo. Encuanto la vio se enamoró perdidamente.Lo compartían todo: visión del mundo,

pasión política, compromiso social. Éltenía poco más de treinta años ytrabajaba día y noche. Su adorada mujerlo cuidaba, ayudaba y alentaba. Eran unapareja perfecta y se amaban con locura.Reían, jugaban, hacían proyectos para elfuturo, se peleaban y hacían las paces.El nacimiento de su primer hijocoincidió con la época en que el artículode Peter empezaba a tenerse enconsideración y lo llamaban paraorganizar seminarios y presentar susresultados en las universidades másprestigiosas. Parecía un momento defelicidad perfecta. Luego, poco a poco,algo empezó a desmoronarseimperceptiblemente. Las primeras

incomprensiones, una sensación deextrañeza, la impresión de un hechizoque se rompe. El joven físico habíaresuelto todos los problemas que loafligían, había publicado un artículo quepasaría a la historia, pero su jovenesposa se apartó de su camino; fueentonces cuando algo se rompió. Ellamento de las emociones sepultadas yla angustia causada por el abandonohundieron aquella mente brillante en ladepresión. A partir de ese momento, eljoven físico se encerrará en su casa, lasrelaciones con sus amigos sedeteriorarán, todo se volverá difícil, ysu trabajo no volverá a producir un soloresultado notable.

En resumen, Peter y François tienenpersonalidades diametralmenteopuestas. Además, es inútil esconderque François siempre ha contempladocon cierto fastidio ese nombre, «elbosón de Higgs», que todo el mundoutiliza desde que Steven Weinberg lopopularizó y que podría oscurecer eltrabajo que realizaron Robert y él. Y aPeter se le nota en la mirada que no estácómodo cuando interactúa con Françoisy su torbellino de gestos y palabras. Esevidente para todo el mundo que nocongenian.

La reunión con los periodistas seacaba y nos trasladamos a una salacontigua, donde devoramos a toda prisa

unos emparedados y algo de fruta antesde que la conferencia vuelva a empezar.Ahí, mientras estoy sentado junto a Petery François comiendo el primerbocadillo, ocurre algo totalmenteinesperado. Empiezan a hablar entre sí,a contarse cosas, y yo estoy en medio,callado, observando la escena. Tengo laimpresión de asistir a una charla que hantenido pendiente durante casi cincuentaaños. Descubro que nunca se han tratadomás que en público y de pasada, y queno han tenido tiempo de hablar ycontarse cómo llegaron a escribiraquellos artículos, qué dudas yesperanzas tenían. Es como si todovolviera a empezar en el verano del 64,

cuando sus vidas cambiaron parasiempre. Yo escucho, los dejoconversar, me siento un privilegiadopudiendo asistir a esta especie dereconciliación afectuosa entre dospersonalidades que no se amabanprecisamente. Ahora, los dos «chicosdel 64» hablan, y recordando, seconmueven. Nos llaman anunciando quela conferencia ha vuelto a empezar, peroellos no quieren saber nada: todavíatienen mucho que contarse.

LA INTERACCIÓN DE FERMI

La historia del bosón tiene un largo

prólogo que se inició hace casi unacenturia. Podría decirse que todoempezó a principios del siglo XX, unperiodo sin parangón en la historia de laciencia. En una secuencia deacontecimientos encadenados que sesucedieron con el trepidante ritmo de uncrescendo rossiniano, un grupo dementes excepcionales produjo en pocosaños un cambio de paradigma en laforma de pensar de la humanidad.

La relatividad especial, la mecánicacuántica y la relatividad generalproporcionaron las bases para una nuevaforma de concebir la materia y eluniverso. Además, los cambiosresultaron ser tan profundos que hoy, un

siglo más tarde, todavía resulta difícilapreciar bien sus consecuencias.

Sobre estos pilares una nuevageneración de físicos llevó a cabo uncúmulo de descubrimientossorprendentes y elaboró nuevos modelosteóricos para explicar las observacionesrealizadas hasta el momento; modelosque eran discutidos sistemáticamente encuanto salían a la luz nuevasmediciones. Así es la historia delModelo Estándar de las interaccionesfundamentales.

La historia empieza en 1933 graciasa la intuición de un joven científicoitaliano, Enrico Fermi. El profesor deRoma lidera a un grupo de jovencísimos

físicos, no mucho más jóvenes que él,entre los cuales goza de una autoridadtal que se ha ganado el inequívocoapodo de el Papa. El grupo estárealizando una serie de experimentos yde estudios destinados a pasar a lahistoria en varios campos de la física.Los llamarán «los chicos de la VíaPanisperna», por el nombre de la calledonde se encuentra el Instituto de Físicadonde trabajan. Son algunas de lasmentes más brillantes del siglo XX:Edoardo Amaldi, Oscar d’Agostino,Ettore Majorana, Bruno Pontecorvo,Franco Rasetti y Emilio Segrè. Losresultados que obtienen son tanincreíbles que muy pronto el mundo

entero conocerá a los chicos de Fermi.Desde que llegara a la Universidad

de Pisa para estudiar física, el jovenFermi había impresionado a todo elmundo. A los diecisiete años, el jovenromano escribió un ensayo como pruebade admisión a la prestigiosa EscuelaNormal Superior de Pisa que tenía laoriginalidad y complejidad de una tesis.Todos los que hemos estudiado en Pisarecordamos el frontispicio de su primertrabajo, «Características distintivas delos sonidos y sus causas», expuesto enlos despachos del departamento(dedicado años más tarde precisamentea Enrico Fermi). El joven y brillanteestudiante sube a menudo a la cátedra a

impartir la lección; junto a suscompañeros Rasetti y Carrara organizaexperimentos y antes de licenciarse yaha publicado algunos artículos de física.Se licencia con veintiún años, y cuatroaños más tarde ya es profesor de físicateórica en la Universidad de Roma.

En 1933, a sus treinta y dos años,desarrolla una teoría tan revolucionariaque el artículo que envía a Nature esrechazado porque «contieneespeculaciones demasiado alejadas dela realidad física para considerarse dealgún interés para el lector». Lopublicará La Ricerca Scientifica, larevista del Consejo Nacional deInvestigación, y de este modo incluirá

entre sus páginas uno de los artículos defísica más importantes del siglo XX.

La teoría de Fermi trata de unparticular proceso radiactivo cuyoorigen era desconocido en la época: ladesintegración beta, que se llama asíporque se caracteriza por la emisión de«radiación beta», es decir, electrones.Fermi será el primero en interpretar estefenómeno como la manifestación de unanueva fuerza hasta entoncesdesconocida. Para describirla parte dela hipótesis de que esta fuerza mantieneuna estrecha analogía con la fuerzaelectromagnética. Es la hipótesis mássimple y permite definir un únicoparámetro, la constante G, que Fermi

logra calcular con increíble precisión.Durante muchos años, esta nueva fuerzarecibirá el nombre de «interacción deFermi»; al cabo de unos años cambiaráde nombre, cuando la teoría ya haya sidoaceptada por todo el mundo. Desdeentonces se conoce como interaccióndébil, aludiendo al minúsculo valor dela constante G que determina laintensidad de la fuerza y que siguellamándose «constante de Fermi» enhonor a su descubridor.

En 1938 le conceden el PremioNobel a Enrico Fermi por descubrir loselementos transuránicos y las reaccionesnucleares inducidas por neutroneslentos; son grandes contribuciones a la

ciencia, estudios decisivos que hanconducido a la comprensión y control dela energía nuclear. Pero la aportación deFermi al descubrimiento de una de lascuatro interacciones fundamentales deluniverso, algo que resultaría evidenteaños más tarde, seguramente deberíahaberle dado otro Nobel; con todaseguridad el reconocimiento habríallegado tarde o temprano, pero estecapítulo se cerró con la muerteprematura del gran científico en 1954.

Hoy sabemos que la interaccióndébil, a pesar de no presentarse salvo encasos excepcionales en la materiaordinaria que conocemos, juega un papelfundamental en el universo. Sin

interacción débil el Sol y todas lasestrellas no podrían producir la energíaque luego difunden por todo el espacio.El universo estaría poblado de formasinsólitas de materia y el cosmos tendríacaracterísticas completamente diferentesde las que nos resultan familiares, peronadie podría darse cuenta porque nosería posible ninguna de las formas devida que conocemos.

La innovadora idea del joven Fermiha abierto la puerta a la unificación dela fuerza electromagnética y la fuerzadébil que, treinta años más tarde,constituirán la base del ModeloEstándar de las interaccionesfundamentales.

EL NACIMIENTO DEL MODELOESTÁNDAR

Su historia es parecida a la de lasgrandes catedrales góticas del siglo XII.Para construir esas catedrales hacíanfalta arquitectos geniales que lasproyectaran, pero también miles demaestros canteros, escultores ycinceladores que tradujeran en formasmaravillosas aquellas ideas visionarias.Algo parecido ocurrió en el caso delModelo Estándar: sus pilares son lamecánica cuántica y la relatividad, lasdos grandes revoluciones conceptuales

que inauguraron el siglo XX. Sobre estasse construyeron las infraestructurasmaestras, como la genial intuición deEnrico Fermi; luego llegó el racionaltrabajo de los grandes arquitectos(Sheldon Glashow, Steven Weinberg yAbdus Salam) y a su alrededor elincesante y sistemático trabajo de otrosmiles de científicos. El ModeloEstándar nace tras décadas de estudioteórico e impresionantesconcatenaciones de descubrimientosexperimentales que en varias ocasionesobligaron a replantear el cuadro general;igual que como ocurría siglos antes,cuando durante la construcción de unacatedral descubrían que algunas

soluciones resultaban demasiadoatrevidas y la estructura no soportaba elpeso o la fuerza lateral, y por tanto habíaque incorporar a la construcción nuevassoluciones que se convertirían enmedidas estándar de las próximascatedrales.

La teoría es elegante y genial. Apesar de contener demasiadosparámetros y constantes cuyo significadosigue sin ser del todo claro, su éxito esinmediato porque su poder predictivo esenorme; conjetura nuevas partículas quese descubren regularmente y permitecalcular con extremada precisión nuevasmagnitudes que los físicosexperimentales encuentran acordes con

las previsiones, en algunos casos hastala décima cifra decimal.

El Modelo Estándar considera quela materia está constituida por tresfamilias de quarks y tres de leptonesque, al reaccionar entre sí y combinarsemediante leyes concretas, producen todolo que nos rodea. Las doce partículaselementales (tres parejas de quarks ytres parejas de leptones) interactúanentre sí intercambiándose otraspartículas, los portadores de las cuatrofuerzas fundamentales: el fotón, lapartícula de que se compone la luz,transmite la conocida fuerzaelectromagnética, mientras que losgluones, portadores de la fuerza de

color, transmiten la interacción fuerte,que mantiene unidos los quarks dentrode los protones, y que prevalece sobrela repulsión electroestática entreprotones en el núcleo. En cambio, lainteracción débil se propaga a través dela emisión y absorción de partículas muypesadas, llamadas W y Z. Por últimotenemos la atracción gravitacional, queactúa entre cuerpos con masa o energía yse transmite a través del intercambio degravitones, portadores de la gravedad,que todavía no han sido observadosexperimentalmente.

Los portadores de las fuerzas tienenespín entero (1 o 2) y juntamente con laspartículas que tienen espín 0 constituyen

el grupo de los bosones. Los quarks ylos leptones, que conforman la materia,tienen un espín fraccionario, 1/2, yreciben el nombre de fermiones.

La viga maestra del ModeloEstándar es la unificación de lainteracción electromagnética y la débil,convertidas en dos manifestacionesdiferentes de una misma fuerza: lainteracción electrodébil. Todo nace deuna analogía formal que refuerza lacreencia de la que partió Fermi paradefinir la interacción débil. Lasecuaciones que describen las dosinteracciones son prácticamenteidénticas y esta identidad formal nopuede deberse al azar. Así pues, se

repite el milagro que durante el sigloXIX llevó a la confluencia de losfenómenos eléctricos y magnéticos en lateoría unificada de Faraday, Maxwell yLorentz; por otro lado, es undescubrimiento que podría revolucionarno solo los pilares de la comprensión dela naturaleza, sino la sociedad engeneral.

Es un argumento que suelo utilizarcuando el típico periodista me pide queexplique en pocas palabras cuál podráser el impacto económico y social de losnuevos descubrimientos científicossobre el bosón de Higgs. No séresponder a esta pregunta, pero sé quehoy en día, de no ser por la comprensión

del electromagnetismo, viajaríamos entrenes de vapor, usaríamos velas ylámparas de gas para iluminarnos ypalomas mensajeras para comunicarnos.No sé si la unificación electrodébiltraerá consigo nuevas tecnologías, perosé que nadie, durante la segunda mitaddel XIX, cuando se formularon las leyesde Maxwell, habría podido imaginar queel mundo cambiaría a tal velocidad y tanprofundamente gracias a esas cuatroecuaciones.

LA LOCA OCURRENCIA DE OTROANTIGUO ALUMNO DE PISA

El triunfo del Modelo Estándar coincidecon la entrada del CERN en el panoramade la física internacional. En sus inicios,al laboratorio europeo creado en 1954le cuesta afirmarse en el ámbito de lafísica de partículas, cuya hegemoníapertenece tradicionalmente a lasuperpotencia americana. El primerresultado relevante del CERN llega enlos años setenta, cuando se descubrenlas corrientes neutras (un elusivofenómeno que constituyó la primeraevidencia indirecta de la existencia delbosón Z que conjeturaba el ModeloEstándar). Su apoteosis llega en losochenta con el descubrimiento de losbosones W y Z, portadores de la

interacción débil.El descubrimiento lo protagonizó

otro antiguo estudiante de laUniversidad de Pisa y brillante alumnode la Escuela Normal Superior. Hanpasado unos cuarenta años desde lapublicación del artículo de Fermi sobrela interacción débil y nadie ha logradodescubrir a los portadores de esta fuerzaque, según la teoría, son extremadamentecompactos. Para sobreponerse a lasdificultades, el joven Rubbia le proponeal CERN que construya un aceleradortotalmente innovador; es una idearevolucionaria, disparatada a primeravista: hacer circular, en el mismoacelerador, haces de protones y

antiprotones y hacer que colisionen, conel fin de disponer de energía suficientepara producir las fantasmales partículas.El proyecto supone modificarradicalmente el acelerador más potentedel CERN para adaptarlo a las nuevasfuncionalidades y comporta la soluciónde una gran cantidad de problemastécnicos. Rubbia tiene una personalidadexplosiva, capaz de comprometer yarrastrar a un proyecto incluso alperchero de la habitación. En esemomento llegó en su ayuda uno de losmayores expertos en aceleradores, elfísico holandés Simon van der Meer, quepropuso un método revolucionario paraconstruir y mantener la focalización de

los haces de antiprotones, un elementodecisivo a la hora de alcanzar unaintensidad adecuada en las colisiones.

Una vez que, a principios de losochenta, se han convencido incluso loscolegas más reticentes, se pone enmarcha el nuevo acelerador. Todo va apedir de boca y muy pronto aparecen enlos enormes detectores construidosalrededor de las zonas de interacción lasprimeras y tan esperadas señales. Endiciembre de 1983, en un seminario delCERN, Rubbia anuncia al mundo eldescubrimiento de W y Z; al añosiguiente, Van der Meer y él recibirán elPremio Nobel.

Yo me encontraba entre los cientos

de personas que abarrotaban elauditorio, y mientras Rubbia hablabapor los codos, utilizando cientos dediapositivas, mostrándole al compacto ysilencioso auditorio el agregado de Z ylos primeros W, recuerdo haber tenidoun pensamiento claro, una especie desueño lúcido: por unos instantes meimaginé a mí también sobre aquellatarima, algún día, en aquel mismoauditorio repleto de físicos, mostrandolas pruebas de la existencia de algunanueva partícula que cambiaría parasiempre nuestra visión del mundo. Estoyseguro de que todos los jóvenes físicosque aquel día abarrotaban la salatuvieron el mismo sueño.

EL PUZLE DE LA MASA

Pero los éxitos que reúne el ModeloEstándar no pueden ocultar un problemade fondo que se esconde en el arquitrabede toda la construcción teórica.

¿Cómo es posible que las dosinteracciones, tan distintas entre sí, seanmanifestaciones de una misma fuerza? Elradio de acción de la fuerzaelectromagnética es infinito: los fotonesque emiten las farolas que iluminannuestras calles de noche acabarán porllegar a los rincones más remotos delcosmos; por otro lado, durante milenios,

hemos vivido ignorando la interaccióndébil, porque solo se manifiesta en lasdiminutas distancias subnucleares y nosobrevive fuera de estas. Una leygeneral de la física nos dice que el radiode acción de una fuerza es inversamenteproporcional a la masa de la partículaque la transporta; he aquí por qué lafuerza electromagnética tiene un radiode acción infinito: es un regalo que solopuede hacer el fotón, cuya masa es nula.Ahora se comprende mejor por qué W yZ tienen que ser tan compactas. Solopartículas sumamente pesadas podríantransportar una fuerza con un radio deacción tan corto como la fuerza débil,pero entonces ¿cómo puede el fotón,

carente de masa, mediar la mismainteracción electrodébil que transportanW y Z? ¿Cuál es realmente la diferenciaentre W y Z y el fotón? ¿Qué esexactamente la masa?

En jerga técnica estas cuestionesreciben el nombre de «rupturaespontánea de la simetría electrodébil»,aludiendo al hecho de que (en teoría)partimos de una situación simétricadonde la fuerza electromagnética y ladébil son la misma, cuando en realidadla simetría está «rota» y las dos fuerzasson distintas. El problema de lasconsecuencias de esta ruptura se planteóen los años sesenta y desde entonces sonvarias las soluciones que se han

propuesto, pero ninguna parece del todoconvincente cuando entran en juego loschicos del 64. Una vez más, unosjóvenes proponen una idea nueva,diferente, que en un primer momentonadie toma en consideración. Son dosjóvenes belgas y un inglés de poco másde treinta años.

Robert Brout y François Englert sonbuenos amigos, tienen un gran sentidodel humor y son amantes de la buenacocina, las mujeres hermosas y la guasa.Son de carácter extrovertido, estánllenos de ideas y contagian suentusiasmo a todo el mundo. Llevabanmucho tiempo trabajando en el campo dela física del estado sólido, pero desde

hace unos meses han decididoconcentrar su atención en una cuestiónrelativa a la física de partículas. No essu terreno y vacilan un tiempo antes depresentar a publicación su primertrabajo en esta disciplina; les da miedohaber descuidado algún detalle banal, ohaber escrito alguna bobada. Lasolución les parece obvia; la hanobservado a menudo en situacionestípicas del estado sólido. Si lasecuaciones de las dos interacciones sonlas mismas, lo único que puede romperla simetría es el medio en que sepropagan; es decir, el vacío. En otraspalabras, es el vacío lo que «rompe lasimetría», porque el vacío no está…

vacío. Para justificar la diferencia entrefuerza electromagnética y fuerza débil esnecesario admitir la existencia de un«campo» que ocupe cada rincón delespacio.

Dicho así parece una nimiedad, perosi se analiza detenidamente no resultatan extraño que, al principio, nadie selos tomara en serio. Llegan dos«neófitos» y dicen que todos losrincones del universo están sumergidosen algo ligero y misterioso que nadie,antes que ellos, ha percibido. El artículoque envían es publicado, pero alprincipio no genera reaccionesrelevantes.

Unas semanas más tarde, la misma

revista recibe otro artículo que trata delos mismos temas pero desde un puntode vista totalmente diferente, llegando aconclusiones análogas. El autor es PeterHiggs, un joven y desconocido físicoinglés que lleva poco tiempo enEdimburgo; tiene casi la misma edadque los dos belgas, aunque su carácteres completamente diferente. Es físicomatemático y trabaja solo. Serio,reservado, perdidamente enamorado desu mujer, no suele relacionarse con suscolegas ni es propenso a la juerga. Unaprimera versión de su artículo ha sidorechazada por otra revista. Él, adesgana, ha tenido que ponerse manos ala obra otra vez durante un par de

semanas de agosto para responder a lasobjeciones de los referee, es decir, loscientíficos que de forma anónimadeciden si el artículo propuesto mereceo no ser publicado. Al final, Peterdecide desarrollar uno de losargumentos que le piden quepormenorice y su conclusión es clara: sí,la ruptura espontánea de la simetríaelectrodébil ocurre por efecto de uncampo producido por un nuevo bosóndotado de masa. La siguiente versión desu artículo es aceptada y se publica en larevista semanas más tarde de queaparezca el artículo de Brout y Englert,a quienes Peter Higgs cita.

Muchos años después, en

Estocolmo, mientras brindamos por lamedalla que le acaban de conceder,Peter me confesará: «Qué extraño es elmundo: si en el 64 no me hubieranrechazado aquel artículo, no estaría aquíesta noche».

El mecanismo que propone essimple. Si se lee descrito en pocasfórmulas casi parece obvio. La masa, lapropiedad más elemental de laspartículas, esconde una trampa. ¿Cómoes posible que no se nos haya ocurridoantes? Los ligeros leptones y los quarks,más pesados, nacen democráticamentecarentes de masa. Es el campo de Higgs,que ocupa todo el universo, lo queselecciona y distingue las partículas

compactas de las ligeras; cuanto mayores la interacción con el campo, mayor esla masa de la partícula.

Es difícil, sino imposible, hallaranalogías que definan con exactitud unmecanismo que actúa sin gasto deenergía. Las imágenes que se utilizanhabitualmente no hacen justicia a lapeculiaridad del mecanismo de rupturaespontánea de simetría. A mí me gustarepresentarlo como una línea agresiva ycorpulenta de defensas en un partido derugby que ignora y deja pasar avelocísimos fotones, que se escabullenpor entre sus piernas, pero si lo intentaun W o un Z la cosa cambia. Losdefensas se precipitan implacables

sobre ellos y los agarran por lostobillos, derribándolos. Por su parte,ellos intentan levantarse en vano,reptando trabajosamente para recorrerdistancias minúsculas y arrastrando trasde sí un puñado de bosones. Es posibleque el frágil equilibrio sobre el que sesustenta nuestro universo esté construidode este modo: así, los fotones nos traenla luz de las estrellas más lejanasmientras las interacciones débiles quemantienen el Sol encendido se ocultan anuestros ojos, recluidas como están endistancias subnucleares.

La idea es revolucionaria, perotampoco en este caso se produjeronreacciones relevantes de inmediato. Por

decirlo con palabras de Peter Higgs:«Al principio, nuestros artículos fueroncompletamente ignorados». Alguno seplanteó incluso dedicarse a otraprofesión, pero poco a poco la situacióncambió. En parte porque lasexplicaciones propuestas por Brout-Englert y Higgs parecían simples yelegantes, y porque encontraron unpatrocinador excepcional, StevenWeinberg, el padre de la unificaciónelectrodébil, que cada vez más amenudo citaba el mecanismo de Higgsen sus seminarios. Cuando al cabo deunos años Gerard ‘t Hooft, unjovencísimo estudiante holandés, logródemostrar después de varios meses de

trabajo que la teoría podía calcularsesin caer en esas divergencias al infinitoque son la pesadilla de cualquier teóricotodo el mundo acabó por aceptar elModelo Estándar y con él la soluciónque proponían aquellos tresdesconocidos.

Casualmente, en 1999, muchos añosdespués de aquella tesis, a Gerard ‘tHooft y a Martinus Veltman, que porentonces era su supervisor, lesconcedieron el Premio Nobel de Física.«Si en 1967, mientras perdía la cabezaintentando dar con la solución de unoscálculos que parecían imposibles, mehubieran dicho que aquel trabajo meharía ganar un Nobel, me habría puesto a

reír», me confesó Gerard hace un par deaños. Es una frase que suelo repetirles amis alumnos cuando los veo pococoncentrados en su tesis. Podría ser eltrabajo más importante de toda su vida.

LA GRAN UNIFICACIÓN DE FUERZAS

La unificación electrodébil comportóotro paso decisivo hacia el sueño decualquier físico: la gran unificación delas fuerzas fundamentales.

Es un asunto que lleva añosplanteándose. La primera unificaciónocurrió con Galileo y Newton. El pesoque atrae los cuerpos hacia el suelo y lo

que mantiene unida la Luna a la Tierra, ola Tierra al Sol, en una especie de caídapermanente son dos manifestacionesdistintas de una única fuerza degravedad universal. La gravedad celestey la terrestre son la misma fuerza; estoes lo que nos dice la historia de lamanzana cayendo sobre la cabeza delgran científico inglés.

Dos siglos más tarde llegó lasegunda unificación, la que nos permitellamar «electromagnética» a la fuerzaque transporta fotones. Desde queFaraday, Hertz, Maxwell y Lorentzdemostraron que los fenómenoseléctricos producen efectos magnéticosy viceversa, todo se volvió más simple y

natural; con un puñado de elegantesfórmulas se describen los fenómenosmás dispares. Cuando, más tarde, sedescubrió que los que propagan estainteracción son los fotones y que la luzvisible no es más que una ondaelectromagnética particular, unaperturbación del campo que se propagaa través del espacio, también la ópticapasó a formar parte de la familia.

Tras la unificación delelectromagnetismo y la fuerza débil latentación de considerar las tresinteracciones fundamentales —incluyendo la fuerza nuclear fuerte—como diversas manifestaciones de unaúnica superfuerza se hizo irresistible.

El mecanismo es simple: las tresinteracciones fundamentales secaracterizan por tres números, llamados«constantes de acoplamiento», quedefinen la intensidad; cuanto mayor es laconstante, mayor es la intensidad de lafuerza. Los valores de las tres constantesson conocidos por todo el mundo. Si porconvención indicamos la constante deacoplamiento de la fuerza fuerte con un1, la electromagnética vale 1/137, esdecir, la fuerza electromagnética es cienveces más débil que la fuerte, y la fuerzadébil es más o menos un millonésimo dela fuerte.

Estas divergencias iniciales seatenúan gracias a una especie de

«justicia social dinámica», unmecanismo que ha sido verificado pormúltiples experimentos. Los valores delas constantes de acoplamiento, es decir,la intensidad de las fuerzas, no sonestáticos e inamovibles; esas constantesno son firmes, sino que dependen de laenergía. Si la energía aumenta, losfuertes se vuelven más débiles y losdébiles, más fuertes.

Esta extraña dinámica ha sidocomprobada con colisiones de altaenergía. Cuanto mayor es la energía delas colisiones, mayor es la intensidad delas manifestaciones de las fuerzaselectromagnética y débil, mientras quelas de la fuerza fuerte disminuyen. Este

mecanismo es la base de la unificaciónelectrodébil. En cuanto se tuvo adisposición energía suficiente comopara producir W y Z, la intensidad de lainteracción débil creció hasta tal puntoque pudimos comprobarexperimentalmente la unificaciónelectrodébil que no había sido vistadesde hacía millones de años.

El mismo mecanismo se reproduceen las colisiones del LHC. Al aumentarla energía la constante de acoplamientofuerte se vuelve cada vez más débil,mientras que la débil crece hasta queambos valores se acercan cada vez más.Al extrapolar esta tendencia, diversasteorías han llegado a plantear que en

niveles de energía elevados lasconstantes de acoplamiento fuerte, débily electromagnética podrían alcanzar unvalor muy similar y la intensidad de lastres fuerzas sería prácticamente idéntica,pero estos niveles de energía no hansido alcanzados y con toda probabilidadserá difícil alcanzarlos, al menos en unfuturo próximo; aun así la teoría sesustenta en general.

Al realizar estas extrapolaciones seha descubierto que la presencia denuevas partículas, como las que planteala supersimetría, podría hacer convergerlas tres interacciones en un punto biendefinido donde las constantes deacoplamiento tuvieran exactamente el

mismo valor; este se considera otropunto a favor de la supersimetría.

Si la gran unificación se comprobaraexperimentalmente tendríamos unavisión más clara de la situación. Lo quevemos a nuestro alrededor sonmanifestaciones de baja energía de lasfuerzas fundamentales, que a su vezproceden de una superfuerza quecampaba imperturbable por el calienteuniverso primordial. En cuanto latemperatura cayó por debajo del nivelcrítico la superfuerza cristalizó enformas aparentemente diferentes y así semantuvieron hasta nuestros días. Estefenómeno es parecido a lo que sucedecon el vapor de agua de las nubes

invernales: dependiendo de lascondiciones ambientales puedecondensarse en frías gotas de lluvia ocristalizar en copos de nieve.

UN NOMBRE PARA UN SUEÑO

Pero ¿qué pasa con la gravedad? Lahemos dejado apartada porque destacaentre las demás interacciones por sunotoria debilidad. La constante deacoplamiento de la interaccióngravitacional, con un minúsculo valor de10−39, bate todos los récords. Debido asu diminuto valor la fuerza gravitacionalsolo es significativa cuando se trata de

cuerpos gigantescos, como el Sol, laTierra o la Luna.

A nadie le preocupa la atraccióngravitacional entre colegas que trabajanen el mismo despacho u oficina, aunquepesen unos ochenta kilos cada uno ytrabajen a pocos metros el uno del otro ysepamos que los cuerpos se atraen conuna fuerza inversamente proporcional alcuadrado de la distancia. A nadie lepreocupa porque la constante deacoplamiento es tan pequeña quenecesitaríamos instrumentosextremadamente sensibles para medir lafuerza. Si sentís una atracción hacia uncolega o una colega de trabajo, nobusquéis una excusa: con toda seguridad

no se trata de atracción gravitacional.Para la constante de acoplamiento

gravitacional vale todo lo dicho para lasdemás interacciones: si la energíaaumenta, aumenta la constante, pero eneste caso el mecanismo de la unificaciónno funciona. El valor inicial de laconstante es tan bajo que incluso cuandolas demás interacciones han alcanzadola unificación, la gravedad se mantieneabsolutamente aislada, tremendamentedébil.

Esta anomalía de la gravedad será eltormento de generaciones enteras defísicos. La fuerza más común, esa quesentimos a diario, es a su vez la que secomporta de un modo más extraño, pero

el deseo de unificar las cuatro fuerzas dela naturaleza, incluida la gravedad, semantiene. Y tiene un nombre ambicioso:la Teoría del Todo. Es el sueño secretode cualquier físico.

EXTRADIMENSIONES

La unificación de la gravedad parecíauna empresa desesperada hasta que,hace unos años, un grupo de jóvenesteóricos propuso un cambio radical delpunto de vista.

A grandes rasgos, el mecanismo esbastante simple: la gravedad no es débil,nos parece débil. Condicionados por

nuestro sentido común, somos esclavosdel prejuicio según el cual nuestrouniverso se desarrolla únicamente en lascuatro dimensiones ordinarias: las tresdimensiones espaciales (altura, anchuray profundidad) y el tiempo, pero si lasdimensiones de nuestro universo fueran5, o 6, o 10, es decir, si existieranextradimensiones que nosotros nopercibimos, tendríamos que replantearradicalmente estas convicciones.

Así se resuelve el puzle:pensábamos que la gravedad era débilporque únicamente considerábamos suproyección en nuestro familiar mundo decuatro dimensiones, pero si sepropagara en las extradimensiones esta

fuerza sería mucho más intensa de lo quepuede parecer. Al considerar tambiénlas dimensiones ocultas, la constante deacoplamiento de la gravedad se vuelvenormal, y al aumentar la energía podríallegar a unificarse con las demásinteracciones.

Sin embargo, ¿dónde están esasdimensiones ocultas? Durante losprimeros instantes de vida del universola enorme cantidad de energíadisponible permitía que estuvieran todasabiertas, pero el enfriamiento que siguióhizo que se cerraran, como si sedoblaran sobre sí mismas, y se hicieraninvisibles. No obstante, la anómaladebilidad de la gravedad se quedó aquí

como un gigantesco e incongruentedetalle, sugiriéndonos que no nosconformemos con las apariencias.

Lo increíble es que, si lasextradimensiones existieran, podríamosdescubrirlas con los aceleradores departículas; como el LHC, por ejemplo.Gracias a las colisiones de alta energíade protones podríamos tocar ese límitedonde viven ocultas y en silencio lasextradimensiones desde hace millonesde años. Algunas versiones de lasteorías prevén para este caso laaparición de partículas sumamentecompactas, con propiedades parecidas alas del Modelo Estándar pero muchomás pesadas; o incluso nuevos estados

de la materia totalmente insólitos paralos cuales la fuerza de gravedad seríamucho más fuerte de lo normal. Asípues, sería posible producir unconglomerado de partículas subatómicasque estuvieran unidas no ya por la fuerzaelectromagnética, como los electronesen un átomo, ni por la fuerza nuclear,como los quarks en el núcleo, sino porla gravedad.

En distancias reducidas la atraccióngravitacional sería tan fuerte que podríaformar agujeros negros microscópicos;nada que ver con los agujeros negroscósmicos, gigantescos cuerpos celestesubicados en el centro de muchasgalaxias, tan compactos que son

invisibles porque devoran incluso la luz.Los microagujeros negros resultantesserían inofensivas partículas inestablesque se desintegrarían rápidamente,dejando como única prueba de suexistencia un microscópico fuego deartificio formado por decenas departículas que dejarían su huella en losultrasensibles detectores que rodean laszonas de interacción. Pero dado quehasta ahora ningún experimento hadetectado ningún indicio de partículassupercompactas o microagujeros negros,solo hemos podido poner ciertos límitessuperiores a las dimensiones espacialesmínimas, por debajo de las cualespodrían esconderse las

extradimensiones. A pesar de ello, elcaso sigue abierto y cualquier día podríaser el momento señalado. Si sedemostrara una determinada teoría delas extradimensiones no solo sería ungran día para la ciencia, sino que seabriría un nuevo capítulo en la historiade la humanidad. Baste pensar en elcambio de perspectiva. Nuestra visióndel mundo cambiaría radicalmente.Pensad en las dificultades quecomportaría concebir, o siquieraimaginar, un mundo desarrollado en diezdimensiones; por no mencionar lacuestión que se abriría a continuación:¿qué sorpresas podrá depararnos laexploración sistemática de este lado

oculto del universo?

LA BÚSQUEDA DEL SANTO GRIAL

He aquí cómo hablando del ModeloEstándar hemos pasado a tratar lasgrandes preocupaciones de la físicamoderna. Materia oscura, inflación,energía oscura, unificación de lasfuerzas y el papel de la gravedadplantean gigantescas cuestiones que contoda probabilidad requerirán una nuevarevolución de la física. Antes o despuésencontraremos algo que sacudirá elconocimiento actual y reducirá elModelo Estándar a un caso particular de

una teoría más general, válidoúnicamente para las energías bajas; nosería la primera vez que ocurre y todosestamos convencidos de que volverá apasar.

Pero mientras nuevas cuestionesdespuntaban en nuestro horizonte,todavía nos quedaba un gran problemapor resolver: había que encontrar elbosón de Higgs, demostrar que la nuevapartícula existe realmente, o encontraruna explicación para el mecanismo de laruptura de la simetría electrodébil; aquítopamos con algunos problemas. La cazaal bosón había comenzadoinmediatamente, pero si el ModeloEstándar cosechaba un éxito tras otro,

este punto en particular se convertía añotras año en un cúmulo de resultadosnegativos. Durante los años de mayortriunfo del Modelo Estándar nadieparecía capaz de dar con esta fantasmalpartícula sobre la que descansaba todala construcción teórica.

Es en este momento cuando entra enjuego una joven generación de físicosque a principios de los noventa decidenaventurarse en la empresa que, hasta elmomento, nadie había logrado:descubrir el maldito bosón y demostrar,de una vez por todas, que el mecanismode Brout-Englert-Higgs no funciona yque se necesita una nueva teoría.

Para lograrlo proponían aparatos de

dimensiones y características tales queal principio todo el mundo los tomabapor locos. Muchas de las tecnologíasque proponían utilizar sencillamente noexistían; los materiales eranexcesivamente modernos, lasprestaciones se consideraban «unalocura».

El sueño de esta generación eralograr construir una máquina y unosdetectores nunca antes vistos. Nopensaban darle tregua al bosón hastatopar con él, y para ello pasaríansistemáticamente por el tamiz toda laregión en la que era posible que seencontrara.

Pero su sueño secreto iba más lejos

todavía; también buscaban los primerosindicios de una nueva física: las nuevaspartículas que planteaba lasupersimetría, o los microscópicosagujeros negros que conjeturaban lasteorías de las extradimensiones. En lanueva máquina había que estarpreparado para afrontar cualquiersorpresa; se disponían a volcar, una auna, todas las piedras del río a fin deagarrar incluso el pececito más pequeñoque pudiera esconderse.

Prepararse para las sorpresas sueleser una tarea compleja; cabía laposibilidad de que nos encontráramoscon un bosón de Higgs concaracterísticas totalmente diferentes a

las que preveía el Modelo Estándar.Había que estar preparado para registrarincluso la más diminuta anomalía,porque en ella podría esconderse elprimer e inequívoco indicio de unanueva física. Podíamos toparnos connuevas parejas, o incluso descubrir unafamilia entera de bosones de Higgs.Teníamos que prepararnos para laspartículas más extravagantes que lamente humana pudiera concebir: desdelas más estables, capaces de dormir enel aparato durante semanas para luegodesintegrarse una vez recogidos todoslos datos, hasta las invisibles, quecomponen la materia oscura y que nopueden detectarse directamente.

Esta es la historia, la aventura, delLHC.

3.¡ESTÁIS COMPLETAMENTE

LOCOS!

EN OCASIONES, HASTA UN NOBEL PUEDEEQUIVOCARSE

Cafetería del CERN, unatarde de primavera de 1995

Acabo de salir de una reunión con lajunta directiva del LHC. La junta seconstituyó hace un par de años con elobjetivo de evaluar las propuestas de

experimentos para el nuevo acelerador,el Large Hadron Collider. De la juntaforma parte, entre otros, un físicoalemán que trabaja en el experimentoOPAL del LEP (Large Electron-PositronCollider), la nueva máquina del CERN.Es muy amable y hace preguntasconcretas; al contrario que los demás, nose muestra agresivo y se nota que nosapoya a nosotros, a los jóvenes físicosque nos hemos aventurado en la empresaque todos consideran imposible. Sellama Rolf Heuer y será el director delCERN cuando descubramos el bosón deHiggs.

Mientras cruzo la cafetería meencuentro con Carlo Rubbia. La

cafetería es uno de los lugares másimportantes del CERN. Allí se encuentrael restaurante central, uno de los tres quehay en el laboratorio y también el quesiempre está más lleno; allí uno tambiénpuede tomarse un café durante laspausas o una cerveza después de lacena; en sus mesas se discute, seconfrontan ideas, se buscan soluciones.Gente de todas las razas debateanimadamente en una babel de lenguas.Siempre he dicho que el instrumentocientífico más importante de la épocamoderna seguramente es la servilleta;para escribir una ecuación, esbozar undetector o discutir un gráfico deFeynman se han utilizado miles de

servilletas; estas son el primer arreglodonde se apuntan todas las nuevassinfonías. Al terminar el debate se tirana la papelera, pero si las conserváramosseguramente encontraríamos algunas delas ideas científicas más importantes delas últimas décadas.

Hace un año que Rubbia haterminado su mandato como directorgeneral del CERN y ha retomado sufrenética actividad de investigación,actividad que lo lleva de aquí para allá;como de costumbre, es un volcán deideas e iniciativas, pero sobre todo esun hombre muy curioso. El experimentoen el que estamos trabajando, el CMS,nació de una idea de Michel Della

Negra y Jim Virdee, dos de susdiscípulos, jóvenes que trabajaban conél en el UA1 cuando se descubrieron Wy Z. Estoy seguro de que Rubbia conoceal detalle mi trabajo y sabe que nuestroproyecto se fundamenta en ideas muyinnovadoras, algunas de ellas inclusorevolucionarias.

Cuando, con su habitual agresividad,me dice: «¿Qué estáis tramando losjovenzuelos del CMS? ¿Por qué nopasas por mi estudio y charlamos unrato?», sé que la hora siguiente será unsuplicio. Al cabo de un rato meencuentro en el estudio de un nobel antela pizarra dibujando, explicando yrespondiendo a preguntas cada vez más

insistentes. Rubbia parece muyinteresado, pero es evidente que hace loposible por ponerme en jaque. Yo sudo ytrato de mantener la calma; razono, medefiendo. En un momento dado se quedaen silencio; durante media hora deja queprosiga sin interrumpirme, poniendoespecial atención a lo que dibujo en lapizarra. «Es así —explico— comoespero llegar a construir un detector detrazas que sobreviva a la radiación delLHC. Sé que muchas de estastecnologías no están del todo maduras,pero creo que podremos lograrlo. —Yañado—: Sí, sé que el coste total esimposible de afrontar, pero tenemosalgunas ideas que podrían reducirlo

drásticamente… —Y luego—: Entiendoque el detector puede parecerirrealizable, pero si nos salimos con lanuestra nos permitirá reconstruir señalesde electrones y muones con unaprecisión tal que podremos distinguir elbosón de Higgs con claridad; con estedetector estoy seguro de que locazaremos». Dejo el yeso en la pizarra yme giro hacia él; su expresión es de totalescepticismo; es evidente que no tieneun ápice de fe en lo que acabo decontarle. Su última afirmación no dejalugar a dudas, es totalmente tajante: «Nofuncionará. Fracasaréisestrepitosamente».

Cuando salgo de la habitación, tengo

bien claro en qué voy a concentrar misesfuerzos durante los próximos años:demostraré que es posible construir losdetectores de trazas para el LHC, esdecir, instrumentos que midan lastrayectorias de las partículas; y que, enocasiones, hasta un nobel puedeequivocarse.

EMPIEZA LA GRAN CACERÍA

La cacería al bosón de Higgs no empezóinmediatamente después de que seplanteara su existencia. Al principio noestaba del todo claro qué papel podíajugar la partícula en la nueva teoría,

pero a mediados de los setenta, cuandoel Modelo Estándar fue definitivamenteaceptado por toda la comunidadcientífica, dio comienzo una búsquedasistemática, un intento de verificación detodas sus previsiones, incluida lapresencia de este bosón tan especial.

El artículo que atrajo la atención delos físicos experimentales fue publicadoen 1975; es curioso volver a leer hoy endía, después de años de cacería, lasconclusiones de aquel primer estudio delos teóricos John Ellis y DimitriNanopoulos. Tras describir lascaracterísticas de la nueva partícula ysus posibles formas de desintegraciónambos concluyen: «Pedimos disculpas a

los físicos experimentales por no sabernada acerca de la masa del bosón deHiggs, ni de sus acoplamientos con otraspartículas, excepto que probablementesean muy pequeños. Por estos motivosno queremos alentar a realizar grandesinvestigaciones, pero sentimos laobligación de informar a quienesrealizarán experimentos potencialmentesensibles a la presencia del bosón deHiggs sobre la forma en que es posibleque esta partícula aparezca en susdatos».

Así pues, nadie podía imaginar quedespués de aquellas palabras tanprudentes se desataría la más larga ycostosa cacería a una partícula de la

historia de la física.El Modelo Estándar le asigna un

papel determinado al bosón de Higgs yespecifica todas sus características;excepto una, la más importante paraquien se apresta a buscarla: la masa. Enla teoría es un parámetro libre, lo cualequivale a decir que uno podría estarcazando algo tan liviano como unamariposa o pesado como un elefante. Dela masa dependen otras muchaspropiedades de la fantasmal partícula,sobre todo los mecanismos que permitenproducirla y la probabilidad de lograrlo;también la fracción de tiempo deexistencia del bosón y, finalmente, cómose desintegra, descomponiéndose en

otras partículas.Llegados a este punto cabe recordar

que, en la naturaleza, las partículaslibres estables —como el fotón, elelectrón y el protón— son minoría. Hayotro pequeño grupo de partículas, comolos neutrones y los muones, que a pesarde no ser estables viven lo suficientecomo para dejar huellas en el detector,pero la gran mayoría está formada porpartículas inestables, es decir, que sedesintegran rápidamente en otraspartículas; y el bosón de Higgs es una deellas. Así pues, es inútil intentardetectarlo directamente, observarlo através de las «huellas» que deje en losinstrumentos de medición. Su presencia

se deduce gracias al registro y el estudiode los productos de su desintegración, yla masa es el parámetro decisivo paraestablecer qué otras partículas generará.El espectro de posibilidades es enorme,una verdadera pesadilla para quienpretenda darle caza; sería como explorarel océano Pacífico buscando nuevasespecies animales, sin saber si se tratade minúsculos insectos que vivenescondidos en la vegetación de las islaso grandes habitantes del abismo marino.

Esta situación es completamentediferente con las partículas W y Z.Cuando Rubbia decidió modificar elacelerador más potente de su época paraalcanzar su objetivo, este era mucho más

claro: explorar con sumo cuidado laregión de masa donde podían hallarse Wy Z. La teoría electrodébil afirmaba conconvicción que la masa era de unos 80-90 GeV[1] —casi cien veces mayorque la de un átomo de hidrógeno—, ytodas las formas de desintegración deesta partícula estaban bien definidas.Así pues, solo hacía falta construir unacelerador lo bastante potente yconcentrar toda la atención en losvalores adecuados de energía.

En cambio, la búsqueda del Higgs esmucho más complicada e incierta. Antetodo, no es seguro que exista. El ModeloEstándar necesita que algún mecanismorompa la simetría que existe entre la

interacción débil y la electromagnética,pero dicho mecanismo no tiene por quéser el que describieron Brout, Englert yHiggs. Otros físicos han propuestomodelos alternativos y no menoselegantes, pero no sería la primera vezque la naturaleza sigue caminos distintosa los que nosotros imaginamos. Además,aunque fuera realmente él quien dominaeste mecanismo tan importante, en teoríanada impide que el Higgs sea tan ligerocomo un electrón o diez veces máspesado que los compactos W y Z. Elespectro de posibilidades por explorares enorme.

Si el Higgs fuera ligero, sus efectosindirectos deberían encontrarse en miles

de procesos ya estudiados y paraproducirlo no sería necesario un granacelerador; si, por el contrario, fueramuy pesado, no habría otra forma deencontrarlo que mediante un aceleradorbastante potente.

El principio de la cacería sedesarrolla un poco con sordina, perorápidamente los acontecimientosadquieren un ritmo frenético, a partir deuna falsa alarma.

Es el verano de 1984, pocos mesesdespués del descubrimiento de W y Z, yen el DESY, un laboratorio cerca deHamburgo, en Alemania, se acaba deponer en marcha DORIS, uncolisionador de electrones y positrones.

Los detectores han ido registrando algomuy extraño desde los primeros meses:cerca de 8,33 GeV hay unaaglomeración de eventos particulares,propios de «algo neutro y estable» quese desintegra con una frecuenciainexplicable. La excitación es enorme,parece una señal inequívoca: todo invitaa pensar que acaba de hacer suaparición el bosón de Higgs.

El descubrimiento se anuncia en lasede más prestigiosa, la ConferenciaInternacional de Física de AltasEnergías que tiene lugar en Leipzig,Alemania. La noticia es una bomba einmediatamente desencadena reaccionesy debates acalorados. La cuestión se

zanja en cuanto otros grupos se dedicana buscar las mismas señales: nadie losve. Los mismos físicos de DORIS,después de recoger nuevos datos,acaban por admitir que la señal no havuelto a presentarse; nadie sabrá jamássi se trató de un error o de una malignafluctuación estadística.

Otras muchas alarmas falsasjalonaron la cacería al bosón de Higgsdurante las siguientes décadas, pero esteprimer episodio tan controvertido selleva el mérito de haber puesto en elcentro de atención la importancia deldescubrimiento; a partir de esemomento, todos los nuevos experimentosdedicarán gran parte de su atención a la

búsqueda del Higgs.

LOS SEÑORES DE LOS ANILLOS

Para descubrir nuevas partículas esnecesario un acelerador de partículascapaz de producirlas; es decir, capaz degenerar colisiones en las cuales seproduzca una energía superior a la masade partículas que se quiere crear. Es unaaplicación de la famosa relación deequivalencia entre masa y energía,enunciada por Einstein. Cuando un hazde partículas colisiona con otro, laenergía de la colisión puedetransformarse en masa: cuanto mayor es

la energía del choque, más compactasson las partículas que pueden producirsey más nos acercamos a comprender losprimeros instantes de vida del universoque siguieron al Big Bang; de ahí quecada día se quieran construir máquinasmás potentes.

Como partículas para colisionar seutilizan las más comunes entre todas lasque tienen carga eléctrica: electrones,protones y, en ocasiones, susantipartículas (positrones yantiprotones). La carga es indispensableporque se aprovechan las leyes delelectromagnetismo para acelerarlas ytenerlas en órbita. Unos fortísimoscampos eléctricos producen la

aceleración necesaria para aumentar suenergía, mientras elevados camposmagnéticos doblan la trayectoria de laspartículas aceleradas, haciendo querecorran órbitas circulares.

Una primera familia de aceleradoresutiliza electrones y positrones, que sonpartículas puntiformes; cuandocolisionan frontalmente se aniquilan,desaparecen por completo, y toda suenergía se transforma en otraspartículas. Desde el punto de vistaexperimental la situación es muy clara,los eventos son simples, las nuevaspartículas se pueden producir y estudiaren situaciones prácticamente idénticas alcaso ideal. La desventaja de las

máquinas basadas en electrones ypositrones es que no permiten alcanzarenergías demasiado elevadas. De hecho,estas partículas son ligeras, y cuando semueven en órbitas circulares pierdenuna parte significativa de su energía porirradiación, emitiendo una especie deluz que recibe el nombre de luz desincrotrón.

Este inconveniente no existe en losaceleradores que usan protones (oantiprotones); al ser mucho más pesadosque los electrones, los protones sonmucho menos propensos a irradiar luzde sincrotrón, lo cual permite que sepuedan acelerar a energías muchomayores. Pero al contrario que el

electrón el protón no es puntiforme, sinoque lo componen una complejaestructura de quarks y gluones; elloimplica que sus colisiones son muchomás complicadas.

El protón se compone sobre todo devacío; si pudiésemos agrandar uno hastallenar una habitación, la zona dondeencontraríamos materia ocuparía unadiminuta fracción del volumen total. Losquarks que lo constituyen y los gluonesque se intercambian entre sí gracias a lainteracción fuerte que los mantieneunidos tendrían las dimensiones deminúsculos objetos de pocos milímetrosde diámetro. Así pues, no hay quesorprenderse de que en la mayoría de

los casos cuando dos protones chocanno suceda nada especialmenteinteresante; la mayor parte de las vecesla colisión es periférica: ambosprotones interactúan entre sí a distanciay salen de la colisión intactos,únicamente un poco desviados de sutrayectoria. Solo cuando la colisión esun choque frontal, el protón se haceañicos y una parte de la energía setransforma en una nueva partícula. Enlos extrañísimos casos en los que unchoque frontal afecta a las partes dondese concentra la materia de los quarks ylos gluones se tiene a disposición lamáxima cantidad de energía, y esdurante estos insólitos casos cuando se

producen las partículas más compactas,incluyendo, si cabe, esas nunca antesobservadas. Pero ya que solo unamínima parte del protón participa en lacolisión frontal entre quarks o gluones,la energía máxima que puede utilizarsepara producir una nueva partícula no esmás que una parte de la energía total delprotón acelerado.

La experiencia de las últimasdécadas nos dice que las dos familiasprincipales de aceleradores son, enalgunos aspectos, complementarias. Lasmáquinas de electrones son losinstrumentos ideales para estudios deprecisión, mientras que las de protonesson los aceleradores de los

descubrimientos por antonomasia, elariete que explora las fronteras de laenergía a la caza de nuevas partículas.

En ambos casos la energía es elparámetro fundamental. En primer lugarporque por debajo de un determinadoumbral es imposible producir laspartículas que se están buscando; porotro lado, la probabilidad deproducirlas aumenta cuando aumenta laenergía: cuanto mayor es la energía máspartículas de una determinada masapueden producirse. Y si podemosgenerar un elevado número departículas, podremos seleccionar lasformas de desintegración más claras, lascaracterísticas que conducen a las

señales más evidentes y quizá descubrirantes que otros algo fundamental para lacomprensión del universo.

Alta energía significa que laspartículas pueden mantenerse rodandoen una trayectoria circular solo si seutilizan campos magnéticos muy fuertes,es decir, muy caros. El límite lo pone eldesarrollo actual de la tecnología. Elmayor campo magnético que se puedaobtener definirá el radio de curvaturamínimo con el que poder trabajar; y asíes como se llega a los modernos ygigantescos aceleradores.

Por otro lado, el número departículas que produce el aceleradorvaría en función del número de

colisiones al segundo que es capaz deproducir para ese proceso en particular;es lo que en léxico técnico se llama«luminosidad» del acelerador. Laelección de estos dos parámetrosfundamentales, energía y luminosidad dela máquina, es la más importante, ya quepuede determinar el éxito o fracaso deuna gran empresa científica.

Ser demasiado prudente al definirlas características de un nuevoacelerador implica reducir los gastos,pero es posible que la aventura sea unabsoluto fracaso; se corre el riesgo dequedarse por debajo del umbral deproducción de las nuevas partículas quese buscan; o quizá se logra producirlas,

pero no las suficientes como para dejarseñales claras. Entretanto, alguienpodría construir una máquina máspotente o con mayor luminosidad yrealizar antes el descubrimiento.Entonces, nadie se acordaría de losrecursos que ahorraste, todosrecordarían siempre que tu elecciónresultó ser una apuesta perdedora. Perotambién es cierto lo contrario. Si se optapor una elección más agresiva, si lastecnologías propuestas sonexcesivamente arriesgadas, se corre elriesgo de fracasar, o porque no seconsigue que la máquina funcione, oporque no podemos hacer frente a losgastos.

Sobre este finísimo filo, cortantecomo una cuchilla, tienen quedesarrollar sus propuestas los físicos departículas y, en ocasiones, se juegan sucarrera. La física de altas energías es unambiente ferozmente competitivo, dondeel objetivo de los científicos de alcanzarla primacía del conocimiento seentrelaza con la ambición de los paísesque quieren conservar o conquistar elliderazgo en algún sector puntero de latecnología. Sobre este terreno de juegotan resbaladizo la diferencia entre ungran éxito científico y un fracasoestrepitoso puede depender de undetalle.

DE WAXAHACHIE AL LHC: UNACOMPETICIÓN DESPIADADA

Estados Unidos ha liderado la física dealtas energías durante gran parte delsiglo XX. Como mínimo desde 1930,cuando a sus veintinueve años elprofesor de Berkeley Ernest Lawrencehalló el modo de hacer más compactos yeficientes los aceleradores de partículasal inventar el ciclotrón, el primero deforma circular. El resto se debió a lasgrandes inversiones y el éxito delProyecto Manhattan. A partir deentonces los gobiernos estadounidenses

se han ocupado de asegurar un soportepara proyectos cada vez másambiciosos, con la esperanza de que aldesvelar los secretos de la materia seconsiguiera el acceso a nuevas yextraordinarias formas de energía.Durante décadas obtuvieron una largaserie de éxitos, lo cual determinó suliderazgo a nivel mundial; si queríasparticipar en las investigacionespunteras de la física de altas energíastenías que comprar un billete y entrar enun laboratorio estadounidense.

En Estados Unidos nadie consideróque el nacimiento del CERN en 1954supusiera ningún desafío. A fin decuentas, también en Rusia habían

inaugurado pocos años antes unacelerador en Dubná, cerca de Moscú,que no había conseguido nada relevante.El liderazgo de Estados Unidos estabademasiado afianzado como para pensarque el nuevo laboratorio europeo podríade alguna forma arrebatárselo; y enefecto, durante sus primeros años devida, el CERN construyó aceleradoresóptimos y consiguió buenas mediciones,pero no obtuvo ningún resultado detrascendencia histórica.

El descubrimiento de W y Z porparte de Rubbia supuso una conmociónpara Estados Unidos. Los científicosamericanos lo habían planeado todo aldetalle para que este descubrimiento no

se les escapara, así como el PremioNobel que seguramente lo acompañaría.En 1974 habían propuesto laconstrucción de un nuevo acelerador enBrookhaven, en las afueras de NuevaYork; también habían escogido un bonitoacrónimo: se llamaría ISABELLE, bellaISA (Intersecting Storage Accelerator).

La nueva máquina era un aceleradoren círculo de protones de hasta 400 GeVde energía en el centro de masa de lascolisiones, más que suficiente paraproducir e identificar los tan buscadosportadores de la interacción débil. Laconstrucción comenzó en 1978, perorápidamente surgieron problemas por laelección de un proyecto que resultó ser

demasiado arriesgado y deconsecuencias desastrosas.

Al definir las especificaciones losfísicos del ISABELLE propusieron lautilización de imanes superconductores.La superconductividad es una propiedadmuy especial de algunos materiales noresistentes a la corriente. De este modose evitan los inconvenientes de losconductores normales y se puedenproducir corrientes muy elevadas conuna dispersión mínima. Las corrienteselevadas son el principal ingrediente enla construcción de fuertes camposmagnéticos, necesarios para mantener enórbita los protones de alta energía, perola superconductividad no es fácil de

gestionar. Ante todo porque en estosmateriales la resistencia se anulaúnicamente a temperaturas próximas alcero absoluto: los filamentossuperconductores tienen que estarinmersos en la sustancia más fría de quedisponemos, es decir, el helio líquido, atemperaturas que rondan los −269 °C.En segundo lugar porque estosmateriales tienden a perder lasuperconductividad en presencia decampos magnéticos intensos y corrienteselevadas, justo las condicionesrequeridas para el acelerador. Estosinconvenientes solo pueden superarsegracias a tecnologías de producción ycontrol de gran calidad.

Al principio, ISABELLE parecía unproyecto sólido y bien planteado. Elprimer imán superconductor conespecificaciones aptas para el nuevoacelerador fue construido en 1975 ysuperó todas las pruebas sin problemas.El acelerador se aprobó y financióoficialmente en calidad de iniciativa deimportancia estratégica para EstadosUnidos. El 27 de octubre de 1978, ungolpe de pico en el suelo señala elprincipio de la construcción y todoparece ir perfecto, pero en enero de1979 llega a Westinghouse el primerimán realizado por la empresa que va aencargarse de la producción industrial; yfalla en todas las pruebas. Llega el

segundo y ocurre exactamente lo mismo.Los físicos del proyecto y los ingenierosde Westinghouse empiezan a echarse laculpa los unos a los otros. Mientrastanto, el nuevo acelerador acumula añosde retraso, y al CERN se le brinda laoportunidad que Carlo Rubbia sabráaprovechar muy bien. En un momentodado queda claro que el tiempo delISABELLE ha pasado, y el proyecto seabandona definitivamente. En julio de1983, unos meses después de queRubbia haya anunciado eldescubrimiento de W y Z, y tras haberinvertido 200 millones de dólares,Estados Unidos anuncia la cancelacióndel ISABELLE.

La conmoción de 1983 explicamuchos de los siguientes movimientosdel gobierno y los físicosestadounidenses en lo que ya es unaverdadera carrera por la supremacía enel campo de la física de altas energías aescala mundial. Por primera vez, elCERN, competidor directo de los«maestros» americanos, demuestra quepuede hacerlo mejor. Urge reaccionar.

Inmediatamente se destinan losmejores recursos al Fermilab, cerca deChicago, que ha demostrado su dominioen la tecnología de imanessuperconductores y ha puesto enfuncionamiento el Tevatrón, unacelerador de protones y antiprotones

parecido al que condujo a Rubbia a sudescubrimiento, pero capaz de alcanzarniveles de energía cuatro vecesmayores. Rápidamente se piensa en unnuevo proyecto que pueda reafirmar deuna vez por todas la supremacíaamericana y haga desvanecer lasambiciones europeas.

El mismo año que se cierra elISABELLE y bajo la dirección de LeonLederman, ahora director del Fermilab,nace la idea de construir un aceleradorgigantesco. El Superconducting SuperCollider (SSC) es un gigante de 87kilómetros de circunferencia donde losprotones son acelerados incluso a 40 TeV de energía, cien veces más que

la prevista para el ISABELLE, ydesviados gracias a 8700 imanessuperconductores, parecidos a los milque ya se habían desarrollado con éxitopara el Tevatrón. Iba a ser la máquinamás grande y potente del mundo; graciasa ella descubrirían el bosón de Higgs yrevelarían los secretos más íntimos de lamateria; y, sobre todo, restablecerían lasupremacía de Estados Unidos en elcampo de la física de altas energías.

El desarrollo de la tecnologíanecesaria habría llevado a lossuperconductores a entrarprepotentemente en el campo de losnuevos métodos de distribución de lapotencia eléctrica; los nuevos medios

necesarios para gestionar los datosgenerados reafirmarían la hegemonía deEstados Unidos en el campo de lacomputación de alto rendimiento.

Son los años de Reagan, elpresidente que propuso un liderazgoestadounidense más musculoso yagresivo. La idea del superacelerador,capaz de destruir las aspiraciones desupremacía de los europeos y restituirleel liderazgo a Estados Unidos, es muycautivadora. La sede se ubicará en unazona semidesértica de Texas, en losalrededores de Dallas, cerca de unalocalidad de nombre impronunciable,Waxahachie (que significa «rabo devaca» en la lengua de los nativos que

poblaron esa llanura un siglo antes). Los4400 millones de dólares depresupuesto son una cifra elevada, peroaceptable para un país rico en recursoscomo Estados Unidos. Al fin y al cabo,durante aquellos años la NASAcontribuye con una cifra similar a laEstación Espacial Internacional, unproyecto colaborativo espacial donde labandera de barras y estrellas no es laúnica que ondea.

El proyecto del SSC es aprobado en1987 e inmediatamente empieza arecibir financiación. Docenas de físicosexpertos y cientos de jóvenes brillantescon su doctorado fresco se trasladan consus familias a los campos de algodón al

sur de Dallas, donde se estánconstruyendo los primeros edificios,mientras a varios metros bajo tierraenormes topos mecánicos empiezan aexcavar el túnel.

Entretanto el CERN, impulsado porel entusiasmo que ha traído eldescubrimiento de W y Z, se lanza haciaun nuevo y ambicioso proyecto: el LEP,un gran acelerador de electronesdedicado a estudiar con precisión a losrecientes Z y W. Para producir millonesde Z al año es necesario acelerarelectrones y positrones a una energía de 45 GeV por haz, y solo hay una forma delimitar las pérdidas debidas a la luz desincrotrón: aumentar todo lo posible el

radio de curvatura. El resultado es unenorme acelerador de 27 kilómetros decircunferencia que empieza excavarse acien metros bajo tierra durante elmágico año de 1983, cuando Rubbiaanuncia el descubrimiento y EstadosUnidos cancela el ISABELLE yLederman propone el SSC.

El objetivo principal de esta nuevamáquina es medir todas lascaracterísticas de los bosonesportadores de la interacción débil, enparticular su masa y sus propiedades,para poder compararlas con lasprevisiones del Modelo Estándar. Seestima elevar la energía de los haceshasta 80 GeV para producir parejas de

W, e incluso ir más allá, en busca desupersimetría o del bosón de Higgs,pero ya se tiene en mente cuál será elpróximo paso: en un futuro, el mismotúnel podría acoger un enormeacelerador de protones. Si la tecnologíallegara a permitir construir imanessuperconductores dos veces máspotentes que los del Tevatrón se podríallegar a colisiones de 14 TeV.

Las excavaciones del LEP no tardanen iniciarse. La dirección del proyectose entrega a Emilio Picasso, un físicoitaliano. Todo marcha a la perfecciónmientras las excavaciones avanzan porla extensa llanura aluvial de Ginebra,estratos de sedimentos estables

formados por guijarros de las morrenaso molasa compacta producida por losgrandes glaciares del Jura, que llegabanhasta el mar cuando los Alpes no eranmás que un insignificante relieveoceánico, pero cuando llega el momentode excavar bajo la montaña surgen losproblemas. El Jura es un laberinto demanantiales de agua a presionesaltísimas, auténticos ríos subterráneosque pueden alcanzar las 40 atmósferas.Se revisan los planos a fin de reducir almínimo el tramo del túnel que pasa bajola montaña; los ocho kilómetrosinicialmente previstos se reducen a tresy se busca la manera de seguir unrecorrido que se aparte de las faldas

acuíferas conocidas, pero no hay formade evitarlas por completo. Bajo lamontaña, el túnel es excavado a base deexplosivos, y en un momento dado nosencontramos de frente con la pesadillaque los ingenieros habían querido evitara toda costa: un manantial de agua apresión elevada que no aparecía en losmapas geológicos invade toda la galería.Faltan unos pocos cientos de metrospara completar el túnel, pero las obrasse ralentizan mientras se busca unasolución. Ese tramo del acelerador, elsector 3-4, es el mismo que dejará fuerade combate durante 2008 al LHC debidoa una avería.

A pesar de las dificultades, el

proyecto se termina dentro de lostiempos previstos y la enormeinfraestructura es inaugurada el 14 dejulio de 1989 por el presidente de laRepública François Miterrand. Laelección de la fecha no es casual: elgran anillo, orgullo de la tecnologíaeuropea, casa bien con las celebracionesdel bicentenario de la Revoluciónfrancesa, llenas de grandeur.

Mientras el LEP se pone en marcha yempieza a producir los primerosresultados, el mismísimo Carlo Rubbia,que acaba de ser elegido directorgeneral del CERN, vuelve a desafiar aEstados Unidos, que acaba de aprobar elSSC. Corre el año 1990 cuando anuncia

al mundo que en el nuevo anillo del LEP,donde ahora circulan electrones ypositrones, también circularán protones,para construir el Large Hadron Collider,el LHC, la alternativa europea al SSC.

La energía del nuevo acelerador delCERN es limitada debido a lasdimensiones del anillo; es impensableque en una circunferencia de 27kilómetros, aun utilizando los imanessuperconductores más modernosconcebibles y por desarrollar, se puedanalcanzar niveles de energía quecompitan con los 40 TeV del SSC. Los 14 TeV del LHC implican que laproducción de partículas compactascomo el bosón de Higgs será menor, lo

que equivale a menos posibilidades deganar la carrera contra los americanos,pero lo que se pierde en energía sepuede ganar en luminosidad. Rubbiadecide que el LHC tendrá unaluminosidad diez veces superior a la delSSC, pero una elevada luminosidadsignifica haces de altísima intensidad, unnúmero de partículas casi imposible degestionar y la posibilidad de que losdetectores acaben «fritos» por laradiación. Se trata de tecnologías tanavanzadas que su realización pareceimposible; cosas que solo concebiríanun atajo de locos.

Físicos y expertos en la máquina seponen manos a la obra para preparar el

proyecto con detalle. Rubbia llama aotro italiano para que se encargue de ladirección: Giorgio Brianti, uno de losmayores expertos en aceleradores eimanes. La elección no podía ser másacertada. Brianti propone una soluciónabsolutamente innovadora que permitiráun increíble ahorro. En lugar deconstruir dos líneas de hacesindependientes para los dos haces deprotones que viajan en sentido contrario,propone recoger en el mismo imán losdos tubos de vacío separados por dondecirculan los haces. Es una jugadabrillante que reduce a la mitad elnúmero de imanes necesarios para lamáquina.

Así, el LHC, que ya aprovecha eltúnel y las infraestructuras del LEP,contará con generosos ahorros tambiénen lo que a imanes respecta. Se tendránque construir 1250 imanes dipolares, envez de los 2500 que se habríannecesitado si se hubiera seguido eldiseño original. En poco tiempo el LHCsería capaz de producir los mismosresultados que el SSC aunque con uncoste menor. Muchos piensan que no esmás que un farol, pero el desafío ha sidolanzado.

El 6 de agosto de 1992, en Dallas,hace un calor asfixiante. La XXVIConferencia de física de altas energíasse ha convocado precisamente aquí para

celebrar la nueva y ambiciosa iniciativacientífica americana. Miles de físicos detodas partes del mundo se han reunidoen el lugar donde Estados Unidos,simbólicamente, se dispone a reafirmarsu hegemonía. Nos llevan a Waxahachiecon objeto de que veamos lasinnovadoras cadenas de pruebas de losprimeros imanes que cumplen con lasespecificaciones. Visitamos los grandesedificios recién construidos y atestadosde gente. Nos ponemos el casco ybajamos a los enormes pozos que danacceso al túnel; ya han excavado varioskilómetros y todo se ve limpio yperfecto. Todo está listo para queempiece la fiesta.

Cuando Rubbia toma la palabra lasala de conferencias se sume en unsilencio sepulcral. Carlo se ensaña conel auditorio mediante ráfagas dediapositivas. La conclusión es tajante: elLHC estará listo en 1998, será capaz dehacer la misma física que el SSC, perocostará la mitad.

Los americanos, que han sidosiempre los primeros de la clase, noestán acostumbrados a sentir en la nucael aliento de unos europeos tanagresivos, casi insolentes, y sonincapaces de disimular su irritación. Porotro lado, todo el mundo sabe queRubbia se está marcando un farol: loscostes del LHC no serán tan reducidos y,

sobre todo, será imposible construir losimanes en los tiempos indicados, pero eldesafío ha sido lanzado y el auditoriosabe que, de ahora en adelante, la cosava a ponerse difícil.

Mientras en Europa un grupo dejóvenes aventureros se pone a dibujar ydesarrollar unos detectores imposiblespara el LHC, en Estados Unidos el SSC,apremiado por la iniciativa del CERN,empieza a toparse con seriasdificultades, sobre todo de presupuesto.

Ya en 1989 una primera revisión delos costes había incrementado lasprimeras estimaciones, alcanzando los5900 millones de dólares. Más tarde,para asegurar una mayor facilidad en la

gestión de las operaciones, un comité deexpertos propuso una modificación delos imanes del proyecto, cuya aperturatendría que ser aumentada de 4 a 5centímetros. Podría parecer un detalleinsignificante, pero con una mayorapertura se reduce el campo magnético yel impacto sobre los costes totales esnotable: o se construyen más imanes o sealarga el túnel. El resultado: en 1991 seestimaba que el coste del proyectoalcanzaba los 8600 millones de dólares.Cuando la enésima revisión aumentó elcoste total a 11 500 millones de dólarestodo el mundo advirtió que aquella erala gota que colmaba el vaso; sobrevinoel desastre. El 27 de octubre de 1993,

diez años después de la cancelación delISABELLE, un año después del desafíolanzado por Carlo Rubbia en Dallas, elCongreso de Estados Unidos canceladefinitivamente el SSC con una mayoríaaplastante de 283 votos contra 143. Hansido excavados 23 kilómetros bajotierra y se han invertido 2000 millonesen un túnel que durante años constituiráel mudo testimonio de uno de losmayores fracasos científicos del siglo.En pocas semanas despiden a milquinientos físicos, ingenieros y técnicosque trabajaban en el proyecto, enalgunos casos desde hacía años.

La comunidad científicainternacional está conmocionada. Es un

golpe tremendo para los físicos de altasenergías de Estados Unidos; es posibleque no se recuperen jamás de lacatástrofe.

Ironías del destino, el mismo año dela cancelación del SSC, Leon Lederman,uno de los padres del proyecto,publicará su libro más célebre, el mismoque convertirá la cacería al bosón deHiggs en un argumento de interésgeneral: La partícula divina: si eluniverso es la respuesta, ¿cuál es lapregunta?

LOS DETECTORES IMPOSIBLES

Han pasado más de veinte años desdeque, a principios de los noventa, nosreuníamos en el CERN en pequeñosgrupos para discutir sobre el LHC, elnuevo acelerador que se estabaproyectando. Recuerdo como si fueraayer los acalorados debates alrededorde los dibujos conceptuales de losgigantescos detectores, esbozados abolígrafo sobre las servilletas de papelde la cafetería del CERN.

Fueron años de apasionadosdebates, increíbles entusiasmos yterribles decepciones; hubo tambiénconflictos, a menudo ásperos, con granparte de nuestros colegas, que nos teníanpor locos: la tecnología que

proponíamos era demasiado arriesgada,y el ambiente de elevadísimasluminosidades del LHC era demasiadohostil. Nuestros colegas más expertosnos miraban con aires de suficiencia,como diciendo: «Que tengáis suerte,pero no lo lograréis nunca». Otrosenarcaban las cejas ante esta nuevageneración de físicos cuarentones quesoñaba con triunfar allí donde todos losdemás habían fracasado: descubrir elbosón de Higgs.

El sueño de aquel reducido grupo depioneros hoy se ha hecho realidad y,como suele ocurrir, ahora parece unahistoria repleta de éxitos y gloria. Enrealidad, ha sido una aventura

arriesgada y dificilísima, siempre amedio camino entre el éxito apabullantey el riesgo de fracasar.

Un detector moderno de partículases una especie de cámara fotográficadigital enorme. Su funcionamiento essimple: en cada acelerador hay una omás zonas especiales, llamadas «zonasde interacción», donde los haces seentrecruzan, se concentran endimensiones infinitésimas y dan lugar alas colisiones; para registrar ycomprender qué ocurre durante loschoques se usan sistemas de detectores,complejos aparatos basados en sensoresmuy sensibles y capaces de registrarhasta la más mínima liberación de

energía por parte de las partículas quesalen de la zona de interacción.

En el acelerador los protones viajanagrupados en paquetes sumamentedensos. Cada paquete contienealrededor de 100 millardos de protonesque en cuanto alcanzan la zona deinteracción se concentran en una regiónfiliforme de unos 0,01 milímetros dediámetro y 10 centímetros de largo. Elintervalo de tiempo que separa dospaquetes contiguos es de 25nanosegundos (es decir, millardésimosde segundo) y el LHC puede contenerhasta un máximo de 2800 paquetes. Enotras palabras, las colisiones del LHCson pulsadas, ocurren en intervalos de

tiempo muy concretos, regulados por uncircuito de sincronización muy preciso.Los sensores que rodean la zona deinteracción reciben una señal queanuncia la llegada del paquete deprotones y preparan el circuito delectura para que pueda registrar lo queocurre alrededor de la zona deinteracción durante la colisión.

Todo tiene que ocurrir muyrápidamente, porque enseguida llegaotro paquete de protones y losdetectores deben estar listos pararegistrar el evento siguiente. Elmecanismo es parecido a lo que ocurreen las cámaras digitales actuales. Sereconstruye una imagen de la colisión

utilizando los casi 100 millones depíxeles que constituyen los sensoresindividuales distribuidos por todo eldetector y se registra todo en un discopara poder examinar luego las imágenes,con calma, offline.

Cada imagen ocupa un megabyte,más o menos lo mismo que unafotografía digital; lo asombroso es lavelocidad a la que ocurre. Losdetectores del LHC toman fotografíasdigitales al apabullante ritmo de 40millones de imágenes por segundo. Si setuvieran que conservar todas lasimágenes, la cantidad de datos seríadesmesurada; ningún sistema podríagestionar un flujo de información de

unos 40 petabyte por segundo; y aunquepudiera hacerlo no sabríamos dondealmacenarla: si la grabáramos en discosDVD de 10 gigabyte de memorianecesitaríamos 4000 discos por segundoy muy pronto no sabríamos dóndeponerlos. En un año de recolección dedatos los discos serían más de 40millardos y puestos uno encima del otroalcanzarían los 40 000 kilómetros dealtura.

Para resolver este problema se hanincorporado a los detectores miles demicroprocesadores conectados entre sí;de este modo, mientras se registranlocalmente las señales emitidas por lacolisión, los microprocesadores

reconstruyen la información global yelaboran rápidamente una hipótesisacerca del tipo de colisión que se haproducido. Como hemos podidoobservar anteriormente, la gran mayoríade veces las colisiones entre protonesproducen partículas ligeras y fenómenosfísicos bien conocidos, que soninmediatamente descartados. La atenciónse concentra en eventos potencialmenteinteresantes, que son mucho más raros.El circuito que efectúa esta selección sellama «circuito que aprieta el gatillo» o«circuito de trigger», y en millonésimasde segundo decide qué eventos registra ycuáles descarta; de los 40 millones deeventos al segundo se guardarán apenas

mil. Así la cantidad de información sepodrá gestionar con mayor facilidad, apesar de requerir el desarrollo de unanueva estructura informática basada enla computación distribuida.

El tamaño de los aparatosexperimentales también esimpresionante. Las colisiones a nivelesde energía elevados implican laproducción de partículas que sedesintegran generando chorros de otraspartículas muy penetrantes. Algunas sonabsorbidas solo después de que hayanrecorrido metros del material quecompone los sensores; otras escapanincluso a los materiales más compactosy solo podemos medir sus

características reconstruyendo en partesu trayectoria. Por ello, los aparatos quepermiten la física del LHC sonconstrucciones enormes, tan altas comoun edificio de cinco plantas y tanpesadas como un crucero.

Por si esto fuera poco, los sensorestienen que ser ultrarrápidos. Dado quelas colisiones se encadenan a un ritmofrenético, solo pueden emplearse losdetectores más rápidos, esos que en unafracción de segundo son capaces deregistrar hasta la más mínima señal yestán inmediatamente preparados para elevento siguiente.

En suma, dado que la mayor apuestadel LHC es su alta luminosidad, el

número de partículas que se producirá acada segundo en la zona de interacciónserá muy elevado. Así pues, todo lo quehaya alrededor de esta zona —sensores,electrónica, estructuras de soporte,cables y fibra para las señales— tendráque ser resistente a unos niveles deradiación nunca vistos. De lo contrario,al cabo de pocos meses, quizá años, deactividad, los delicados instrumentosdejarían de funcionar para siempre, ytodo el dinero invertido se perdería.

Estructuras gigantescas que pesanmiles de toneladas y contienen millonesde sensores ultrarrápidos, muyresistentes a la radiación y lo bastanteinteligentes como para ser capaces de

evaluar en milésimas de segundo si elevento que acaba de registrar se ha deconservar o descartar: ahora secomprende que todo el mundo, cuandoproponíamos la construcción de losdetectores del LHC, nos tomara porlocos. Todos sabíamos que no iba a sercoser y cantar.

4.ENTUSIASMO, MIEDO Y

GRANDES DECEPCIONES

LAS SALCHICHAS Y EL AGUJERO NEGRO

Ginebra, 9 de septiembrede 2008, 21.30

Quedan pocas horas para que el LHC seponga en marcha y está ocurriendo algoextraordinario, algo totalmente nuevo enla historia de la física: la atención detodo el mundo está concentrada en lo

que pasará mañana en Ginebra. Decenasde equipos de televisión y cientos deperiodistas han acudido al CERN y nospersiguen por la cafetería o los pasillospara entrevistarnos o arrancarnos uncomentario.

Todo empezó hace un par desemanas, aunque al principio nadieprestó demasiada atención. Muchos denosotros empezamos a recibir correoselectrónicos del tipo: «¡Detened elexperimento! Corréis el riesgo deacabar con vuestras vidas y la de todoslos habitantes del planeta, que son seresvivos menos arrogantes y presuntuososque vosotros, científicos-Frankensteinde Ginebra».

Entre los cientos de correos que sereciben todos los días siempre hayalguno extraño. Normalmente, basta conborrarlos y todo acaba ahí. Pero esta vezparecía que la cosa iba en serio;conforme pasaban los días, los correosse multiplicaban. Después se descubrióque circulaban por la red peticiones ynoticias alarmantes. En particular, sehizo viral un vídeo donde se muestracómo la Tierra es engullida en pocosinstantes por un agujero negro creado enel LHC. El monstruo crece a granvelocidad devorando primero elacelerador, luego la ciudad de Ginebra ysu lago, y finalmente el planeta entero.El efecto visual es impresionante.

Cuando hasta revistas como Timesacaban titulares como «El aceleradordespierta el miedo al fin del mundo»,comprendí que no podíamos ignorar elasunto y que íbamos a perder un montónde tiempo y de energía que habríamospreferido invertir en los últimospreparativos.

Todo empezó con una iniciativa dedos extraños tipos que a finales demarzo del año pasado intentaron contodas sus fuerzas que se hablara deellos. Uno se llama Otto Rössler y es unquímico alemán jubilado; el otro esWalter Wagner, otro jubilado que viveen Hawái y que ha trabajado en elámbito de la seguridad en reactores.

Desde hace unos diez años Wagnerdenuncia en los tribunales de EstadosUnidos a los responsables de cadanuevo acelerador acusándolos de poneren peligro el planeta, pero nadie se lotoma en serio; por su parte, Rössler haacudido a la Corte Europea de DerechosHumanos sin mayor fortuna.

Antes de que los primeros hacesrecorrieran el LHC, los dos hombrespasaron a la acción. Sus relatos sonterroríficos: «Dentro de unas semanas, oquizá dentro de un mes, alguien verá unrayo de luz saliendo del centro de laTierra en el océano Índico; después algosimilar ocurrirá en el Pacífico y será elprincipio del fin». O: «Un microscópico

agujero negro se formará durante lasprimeras colisiones y al principio nadiese dará cuenta de nada. El diminuto yhambriento monstruo empezará a atraerhacia sí toda la materia circundante,pero todavía pasarán algunas semanassin que ocurra nada. Luego, de repente,cuando su masa haya alcanzadodimensiones macroscópicas, nadiepodrá detenerlo y todo el planeta seráengullido en un abrir y cerrar de ojosentre los rayos de un Armagedónbíblico».

En un mundo normal nadie los habríatomado en serio, pero la sociedad de lainformación en que vivimos no esprecisamente normal. La idea de la

catástrofe alimenta la curiosidad y elmiedo de millones de personas. Lanoticia sensacionalista, destacada conenormes titulares en primera página,llama la atención y vende; es suficientecon que un periódico empiece a hacerlopara que los demás lo sigan; es comouna avalancha. En este tipo de casos, nosirve de nada echar mano de argumentosracionales; porque el miedo no secombate razonando, sino huyendo.Tampoco en esta ocasión hay nada quehacer. El CERN publica un informedetallado, docenas de páginasdemostrando que todos los argumentosutilizados no son más que bobadas y queno cabe la posibilidad de que el LHC

produzca objetos peligrosos, pero nisiquiera así se consigue aplacar lapsicosis colectiva, por eso seguimosaño tras año teniendo que explicarles alos periodistas que los microagujerosnegros del LHC, en caso de que seproduzcan, se extinguirán en un instantey únicamente dejarán huellas apenasperceptibles en nuestros aparatos demedición; o que las energías producidasen nuestro acelerador, que nos parecegigantesco y del que estamos tanorgullosos, no son nada comparadas alas de los rayos cósmicos que llevanmillones de años bombardeando laTierra, etcétera.

Lo único que me inquieta de todo

este asunto es que pueda afectar apersonas vulnerables. En estos días, hayquien realmente teme que todo puedaacabar, gente que sufre de verdad,madres que se preocupan por el futurode sus hijos y que nadie sabe cómotranquilizar.

A las 21.30 recibo un correo deSergio, un viejo amigo de Pisa, que mepone de buen humor. Me dice que estásiguiendo toda la polémica sobre elagujero negro y no acaba de creérselo.Acaba de comer su plato preferido:salchichas a la brasa. Se ha pegado unatracón y lo ha acompañado de unostragos de un buen vino que guarda en labodega, pero una duda terrible ha

empezado a aquejarlo. ¿Y si todo lo quecuentan fuera verdad? ¿Y si todoacabara dentro de unas horas? Sergiosabe que estoy en el ojo del huracán yque dispongo de información de primeramano. Invoca nuestra antigua amistadpara que le dé un consejo objetivo:«Guido, si tuvieras la más mínima duda,házmelo saber, por favor. Si todo tieneque acabar no dudaría en lanzarme sobrela bandeja de salchichas, que siguetentándome desde la mesa».

Entre risas le respondo que puedeirse tranquilamente a dormir y dejar lassalchichas: tendrá todo el tiempo delmundo para comerse su plato favoritomañana o en los días siguientes, aunque

haría bien cuidando un poco el hígado.

LOS SUPERMICROSCOPIOS

Ha pasado más de un siglo desde quelord Rutherford demostró que eraposible estudiar la estructura más íntimade la materia bombardeando unafinísima hoja de oro con núcleos dehelio —que por aquel entonces sellamaban «partículas alfa»— emitidospor la desintegración de una sustanciaradiactiva. Al visualizar las partículas,desviadas en grandes ángulos,Rutherford demostró ingeniosamente yde forma inequívoca que el átomo de

oro poseía un núcleo muy pequeñodonde se concentraba toda la cargapositiva. Ese experimento permitióconstruir un modelo atómico que sigueen boga (una nube de electronesmoviéndose alrededor del núcleo),abrió el camino hacia la mecánicacuántica (ya que la mecánica clásica eraincapaz de explicar cómo era posibleque en su movimiento los electrones noperdieran energía por irradiación yacabaran cayendo en el núcleo) y seconvirtió en el pilar de los experimentosmodernos con los grandes aceleradoresde partículas.

De Rutherford en adelante empezó asondearse la materia con proyectiles

cada vez más energéticos. Loselectrones y las partículas alfa fueronsustituidos por los rayos cósmicos, unflujo continuo de partículas de energíamuy elevada que viene del espacio y nosbombardea sin cesar desde todos losángulos. A partir de la década de 1930,cuando por fin consiguieron producirsey acelerarse electrones y protones en unlaboratorio, dio comienzo la era de losaceleradores.

Acelerando electrones, protones oiones pesados a elevados niveles deenergía y haciéndolos colisionar entresí, es posible llevar diminutas porcionesde materia hasta las condicionesextremas de energía y temperatura del

universo primordial. Así, en unlaboratorio y en condiciones controladaspuede reproducirse el maremágnum departículas que poblaban con abundanciael universo justo después del Big Bangpero que no han podido sobrevivir hastanuestros días.

También podemos entender losaceleradores como supermicroscopiosque sondean la materia con la radiaciónmás penetrante de la que disponemos,protones de alta energía, paravislumbrar sus detalles másinsignificantes.

La energía y la longitud de onda deuna radiación o de una partícula soninversamente proporcionales: a mayor

energía, menor es la longitud de ondacorrespondiente y mejor la resoluciónde nuestro microscopio.

Solo los electrones y los protones dealta energía de los aceleradores departículas permiten visualizar losdetalles del protón, cuyo tamaño es deun femtómetro (10−15 metros), o inclusode sus componentes, como los quarks,cuyo tamaño es inferior a un attómetro (10−18 metros); y si los quarks tambiénfueran objetos compuestos, igual que losprotones, su estructura podría sersondeada en un futuro con proyectilessuficientemente energéticos como parapermitir explorar las infinitesimalesdimensiones de estos nuevos

componentes elementales de la materia.Así pues, los aceleradores de

partículas pueden verse comosupermicroscopios o como una especiede máquinas del tiempo capaces detrasladarnos miles de millones de añosatrás para comprender ciertosfenómenos ocurridos en épocas lejanas,en los instantes que siguieron al BigBang. Son una fábrica de partículasextintas, dado que al percutir laestructura del vacío con colisiones dealtísima energía logran resucitar, durantemilésimas de segundo, partículas quellevaban millardos de años sin poblarnuestro universo macroscópico, oestados de la materia que normalmente

se encuentran confinados en rinconesremotos o totalmente inaccesibles.

El LHC, el gran acelerador, es laapoteosis de esta línea de investigación.

EL LUGAR MÁS FRÍO DEL UNIVERSO

Pero construir un acelerador como elLHC no es tarea fácil. Cuando en 1993se cancela el proyecto americano delSSC, en el CERN se respira unentusiasmo que pronto se convierte enpreocupación. Una vez más, Rubbiatenía razón, pero ahora ya no hayexcusas, hay que construir el LHC: unamáquina moderna, miles de imanes

sumamente complejos, haces de altaintensidad con sistemas de control yprotección todavía por inventar. Algoasí basta para estremecer a los expertosmás temerarios. Empiezan a surgirdudas: ¿y si hemos estirado la piernamás de lo que alcanza la manta? ¿Y silos físicos más ancianos, entre los quese cuenta algún nobel, tenían razón aldecir «Una máquina así nuncafuncionará»?

Las dudas están más quejustificadas. Para construir el nuevoacelerador hace falta un salto de calidadrespecto a lo que se ha hecho hasta elmomento. Para mantener en órbitaprotones con 7 TeV de energía, los

imanes tendrán que probarse con hasta9,7 teslas, un campo magnético casi cienveces mayor que el terrestre, un valorque hasta el momento no ha alcanzadoningún acelerador.

El diseño de los dos hacescirculando por el mismo imán utilizadopor Giorgio Brianti es elegante eingenioso, pero también complejo;cualquier imperfección, porinsignificante que sea, repercutiríacatastróficamente en la estabilidad delas órbitas. Mantener bajo controldurante diez o doce horas haces de altaintensidad que realizan 11 000 giros porsegundo en un anillo de 27 kilómetros esuna empresa extraordinariamente difícil.

Cualquier pequeña perturbación,cualquier diferencia en lascaracterísticas de los 1232 imanes queguían el recorrido, puede afectar a lapropagación de los paquetes de protonesy comprometer el correctofuncionamiento de la máquina.

Además, hay otro problema: elcontrol de la energía almacenada y laprotección de los imanes y el resto delequipo. La energía de los haces del LHCha sido equiparada a la de un tren queavanza a 150 km/h. Al concentrarse enlos haces, esta energía circula a unospocos milímetros de aparatos muydelicados; es la pesadilla de todos losexpertos en sistemas de protección. Sin

contar la energía almacenada en losimanes que podría provocar dañosirreparables.

Pero esta no es nuestra únicapreocupación. Los protones pierdenpoca energía a causa de la irradiaciónde luz de sincrotrón, y los efectos sobreel haz circulante no son importantes,pero la energía que se pierde sedeposita en componentes de la máquinaque operan a temperaturas muy bajas yes necesario que el sistema de criogeniasea dimensionado de modo que puedaabsorber esta fuente de inestabilidad.

Por último tenemos el daño porradiación. Todo lo que haya en el túnelrecibirá el impacto de flujos de

partículas que pondrán a pruebacualquier sistema. Los circuitos dealimentación y los sistemas de controltendrán que sobrevivir a situaciones enlas cuales la electrónica ordinaria dejade funcionar al cabo de pocos meses.Todo tendrá que diseñarse utilizandoinnovadores componentes que todavíano existen; también tendrán queinventarse nuevos materiales parasustituir a los que se deforman, seendurecen o se quiebran por efecto de laradiación en las zonas más expuestas.

Lyn Evans fue el elegido para dirigirtan ambiciosa empresa. Es un galéscarismático y rudo, hijo de un minero deCwmbach, un pueblecito de nombre

impronunciable perdido entre lascolinas de los alrededores de Cardiff.

Años más tarde, durante una veladaparticularmente tranquila frente a unabuena pinta de cerveza, Lyn meconfesará que comenzó a interesarse porla física desde muy pequeño. Todavíarecuerda cómo lo maravillaron unaspequeñas explosiones que provocó en sucasa mientras jugaba imaginando que eraquímico. Su primer laboratorio fue lacocina de su casa y el primerreconocimiento que obtuvo por susexperimentos fueron los durospescozones de su madre y, más tarde, alllegar de la mina, los de su padre.

Lyn tiene un porte imponente y es un

líder natural. Sonríe poco e infundecierto temor. Suele decir las cosas a lacara y sabe ser severo cuando esnecesario, pero conoce los secretos delos aceleradores mejor que nadie.Cuando Giorgio Brianti se jubiló en1994 y Lyn fue elegido responsable delproyecto todos sabíamos que era lapersona idónea. Si había un hombrecapaz de hacerse cargo de esa empresa,era él. De hecho, dirigirá el proyectodurante los siguientes catorce años,hasta que el acelerador empiece afuncionar.

La presencia de Lyn en el proyectocomienza a notarse muy pronto. Lostiempos irrealizables anunciados por

Rubbia muy pronto revelan lo querealmente eran: un farol para poner enapuros a los americanos. De todosmodos, el proyecto ha sido aprobado yfinanciado. Lyn pone a trabajar a cientosde ingenieros y físicos de todo elmundo; busca ayuda en India para teneren el CERN personal especializado enlas pruebas de la producción en masa delos imanes; involucra a los mayoresexpertos rusos, los de Novosibirsk, en laproducción de las líneas detransferencia de los protones del LHC;pide ayuda a los especialistasamericanos del Fermilab y a losjaponeses del laboratorio Kek para laproducción de los imanes especiales

cuyo objetivo es focalizar los hacesalrededor de las zonas de interacción. Apesar de que el CERN juega un papeldecisivo, es evidente desde el principioque se trata de un desafío global.

Los mejores físicos e ingenieros delCERN se concentran en proyectar loscomponentes más delicados: imanes,criogenia, óptica y sistemas de control.

Como sistema de refrigeración delos imanes se opta por sumergirlos en unbaño de helio líquido a una temperaturade 1,9 grados por encima del ceroabsoluto, es decir, −271,1 °C, un par degrados menos que los imanes delTevatrón. De este modo, con unatemperatura un grado inferior a la media

del espacio profundo, el LHC seconvierte en el lugar más frío deluniverso. Reducir la temperaturasignifica ganar un margen importantepara la operación de los imanes. Cuantomás altos sean el campo magnético y ladensidad de la corriente, más hay quebajar la temperatura para mantener unascondiciones de superconductividadestables.

Está claro que trabajamos en loslímites de lo imposible. La dura lecciónque condujo a la cancelación delISABELLE sigue presente en elrecuerdo de muchos. Lyn es conscientede que conseguir realizar un prototipoque refleje las especificaciones es

importante, aunque no lo másimportante. El verdadero desafíoconsiste en organizar y gestionar unaproducción industrial de miles deimanes que tienen que ser virtualmenteidénticos. Estamos hablando de«juguetes» de 16 metros de longitud y unpeso de 27 toneladas; el mero hecho dejuntarlos es una tarea aterradora. Hayque fabricarlos con una leve comba enel plano horizontal, para que acompañenla trayectoria de las partículas a travésdel anillo del túnel; además hay quetener en cuenta las contracciones ydeformaciones debidas al cambio detemperatura entre los talleres donde seconstruyen y los −271,1 °C de la

temperatura de funcionamiento. Como siesto no fuera suficiente, los envoltoriosde las bobinas de hilo superconductor ylas finas capas de aislante con que hansido impregnadas tienen que ser tanperfectas como para producir camposmagnéticos idénticos, cuyos valores solose diferencien en una parte sobre 10 000.

Como es habitual, cuando se trata deresolver problemas se recurre a unitaliano. Lucio Rossi es un profesormilanés experto en imanes y con unagran capacidad administrativa. Trabajóen el primer prototipo de los imanes delLHC, que fue un gran éxito. El imán quemostró Brianti en el CERN en 1994 y

que fue un elemento decisivo a la horade aprobar el LHC fue construidoenteramente en Italia, gracias a unacolaboración con el INFN, el InstitutoNacional de Física Nuclear.

En 2001, Lyn escoge a Lucio paraencargarse de esta delicada fase delproyecto y este no duda en aceptar;abandona sus cursos en la universidad yse zambulle de lleno en un túnel deentusiasmo, miedo y angustia del quesaldrá al cabo de unos años, cuando seinstale el último imán en el acelerador.Para producir los 1232 dipolossuperconductores del LHC, el CERN nosolo diseña cada detalle de los mismos,sino también todo el equipo necesario.

Se ocuparán de ello tres empresas: unaitaliana, una francesa y una alemana; acada una de ellas se le pedirá queproduzca un tercio del equipamiento; siuna de las tres fallara, las otras dospodrían sustituirla. Hay retrasos einnumerables problemas, pero al finalcumple con éxito uno de los mayoresobjetivos para el triunfo del LHC.

La construcción del acelerador estáplagada de incontables crisis técnicas yfinancieras; no hay sector que se libre.La producción de los imanes, lacriogenia, el vacío, incluso los imanespara la focalización final de los haces,que sobre el papel tenían que serrelativamente estándar y de cuya

producción tenían que encargarse losamericanos y los japoneses, resultan serproblemáticos y acaban por requerirvarias intervenciones y mejoras. Al finaltodo se traduce en un aumento del costetotal y un continuo aplazamiento de lafecha de arranque del acelerador.

La fecha inicial, aquel 1998 queRubbia había enarbolado a modo deamenaza frente a los defensores del SSCen Dallas, pronto se olvidará. Por otrolado, todo el mundo sabía que aquellohabía sido un ardid; un poco como hacenlos toreros con la muleta: la habíaagitado frente al toro para que el animalcargara con la cabeza gacha y así poderrematarlo de una estocada. Al final,

entre los retrasos técnicos y lanecesidad de absorber los costes extras,todo se pospuso lenta peroinexorablemente unos diez años. Y los2660 millones de francos que se habíanpropuesto en 1994 se convirtieron enotra cifra mucho más realista: 4600millones. El CERN fue capaz deafrontarlos recurriendo a un préstamo adiez años y reduciendosignificativamente el personal, así comolos gastos de funcionamiento general.

UNA DISCUSIÓN CON MI JEFE

Mientras Lyn y los suyos están ocupados

lidiando con las adversidades, no muylejos de donde se prueban los prototiposde los imanes tienen lugar acaloradasdiscusiones. El gran desafío de losfísicos experimentales empezó muchoantes de que el LHC se aprobaraoficialmente. Las reuniones empezaronen 1984, justo después de que seiniciaran las excavaciones para el LEP,pero el punto de inflexión fue en 1990,cuando cientos de jóvenes físicos sereunieron en Aachen, la antiguaAquisgrán, donde todavía se conserva elviejo trono de piedra desde el queCarlomagno reinaba sobre el SacroImperio Romano Germánico.

El mecanismo mediante el cual se

proponen nuevos experimentos y graciasal que surgen las grandescolaboraciones internacionales es elsiguiente: la idea nace de un particular oun grupo reducido que de repente tomala iniciativa; escriben artículos y seproponen ideas que luego se debaten enlas sedes más prestigiosas, los grandeslaboratorios de investigación o lasmayores universidades. Esto ocurremucho antes de que los proyectos seaprueben, y se corre el riesgo de quequeden en nada, como sucedió con elISABELLE y el SSC. Es una fasehermosa, caótica y salvaje, en la que unopuede fantasear proponiendo las ideasmás arriesgadas —a menudo

irrealizables, en ocasionesrevolucionarias— que rompen losparadigmas del momento. Luego seatraviesa un proceso de selección parafiltrar y depurar dichas ideas; sueleocurrir que, desde abajo y debido a unaagregación espontánea, surjanprotocolaboraciones con pequeñosgrupos que comparten el mismo criterioy dan forma a una propuesta concreta:las cien flores salvajes que habíangerminado en la fase anterior seorganizan ahora en un jardín coherente.Seguidamente se propone unexperimento y se describe en undocumento breve, una declaración deintenciones donde se ilustran los

principios generales, los objetivos y lastecnologías de base necesarias paraalcanzarlos.

Llegados a este punto da comienzouna segunda fase, menos espontánea ymás estructurada, donde entran enescena las agencias de financiación, losgrandes laboratorios, los gruposorganizados y las eminencias de la físicade altas energías a nivel internacional;surgen así las grandes colaboraciones,que han de calcular los recursosnecesarios, intentar atraer el beneplácitode las instituciones más importantes y,en ocasiones, comprometer algunaspartes del proyecto a cambio de apoyopolítico o financiero. La propuesta se

convierte en un proyecto articulado quelos ingenieros ilustran con diseños biendetallados; se calculan con precisión loscostes y se empieza a vislumbrar cómose distribuirán las responsabilidadesdurante la construcción.

Al final de este proceso tiene lugaruna selección durísima. Algunaspropuestas son aceptadas, otras no, ysolo los procesos que sean aprobadospor la vía oficial podrán comenzar suaventura.

Conocí a Michel Della Negra enAachen, en octubre de 1990; yo habíallegado allí de mala gana después dediscutir con mi jefe. No le agradaba quededicara mi energía a un proyecto que,

en su opinión, no funcionaría. Creía queestaba perdiendo el tiempopeligrosamente. Los demás miembrosdel grupo donde trabajaba se quedaronboquiabiertos cuando nos oyeron gritarde aquella manera en mi despacho. Noes habitual levantar la voz de esa forma,pero aquella vez yo también estaba fuerade mí. A fin de cuentas solo le habíapropuesto participar en una conferenciaen Alemania que duraba unos días ydonde se iba a hablar de nuevosdetectores. Se me había ocurrido unaidea que me parecía disparatada, peropodía funcionar y quería presentarla ydebatirla en Aachen, donde se reuniríanlos cien locos que soñaban con

descubrir el Higgs en el LHC. A mi jefele sentó fatal. Tal vez presentía lo queestaba a punto de ocurrir; es decir, queyo organizaría otro grupo, mi propiogrupo. Tal vez había advertido antes queyo que nuestros caminos estaban a puntode separarse definitivamente.

Pero en aquel momento sentía sobremis hombros el peso de laresponsabilidad: tenía que ir allí yproponer mis ideas. En pocas palabras,él me amenazó y yo respondí de formatajante. Al final conseguí marcharme,pero después de aquello nuestra relaciónno fue la misma. Es un episodio quesuelo contar a menudo, sobre todo a losmás jóvenes de mi grupo: «Si estáis

persiguiendo un sueño no escuchéis aquien intente frenaros, aunque sea elfísico más reputado del mundo: seguidel impulso de vuestra pasión; quizá noconsigáis cumplir vuestro sueño, pero almenos no os arrepentiréis».

UN CORAZÓN DE CRISTAL PARA EL CMS

Fui a Aachen y propuse utilizar comodetectores de trazas los delicadosdetectores de silicio. Los detectores detrazas son el corazón de losexperimentos modernos de física departículas, la parte más importante de laenorme máquina fotográfica digital que

reconstruye los eventos. Normalmenteson la parte más sofisticada y difícil defabricar, porque son los detectores querodean la zona de interacción, loprimero que hay por fuera del tubo devacío donde ocurren las colisiones. Suobjetivo es registrar las débiles señalesque dejan al pasar los cientos departículas cargadas producidas por lainteracción, reconstruir su trayectoria ymedir sus características. La energía y laluminosidad del LHC son tan altas quetodas las tecnologías utilizadas hasta elmomento no podían funcionar. Esteproblema había resultado un quebraderode cabeza para todo el mundo; inclusoRubbia acabó dándose por vencido.

Carlo propone el detector «bola dehierro», y no está bromeando; cree quesería imposible reconstruir las huellasen el LHC y que ningún detectorresistiría el ambiente infernal que secreará en el corazón de los aparatos, asíque propone rodear la zona deinteracción con una enorme esfera dehierro de varios metros de diámetro yrecubrirla con detectores para muones.El hierro absorbería todas las partículasproducidas por la interacción y solo losmuones, que son las más penetrantes,saldrían de aquel «infierno». Un bosónde Higgs que se desintegre, tal y comoprevé el Modelo Estándar, en cuatromuones altamente energéticos no podría

escapar. Pero esta vez la idea de Rubbiaes errónea y no podría funcionar,estamos totalmente convencidos; sininformación acerca de lo que ocurre enel interior del aparato el descubrimientodel Higgs sería imposible. Hay queasegurarse de que los cuatro muonesprovienen del mismo punto y que no hansido producidos por interacciones quese han superpuesto por casualidad o pordesintegraciones de otras partículas.

Los detectores de silicio son una delas tecnologías que mejor conozco; soyuno de los mayores expertos del mundoen este campo. De joven fui uno de lospioneros en este sector; mi jefe, conquien acabo de discutir, y yo,

desarrollamos en su día en unlaboratorio los primeros detectores y loshicimos funcionar; en cuanto losinstalamos en los experimentos pudimosobservar detalles de las partículas deuna forma tan clara que permitieron ungran número de nuevas mediciones.

Los finos cristales de silicio puro,parecidos a los que usan los nuevosdispositivos electrónicos, pueden sersensibles al paso de partículas concarga; de cada placa pueden conseguirseinfinidad de electrodos, a distancia depoco menos de un centésimo demilímetro los unos de los otros, queregistran la minúscula nube de cargaproducida por el paso de una partícula;

después, unos amplificadoresultrasensibles registran la señal. De estemodo pueden conocerse los puntos de latrayectoria con una precisión de pocosmicrones y resulta muy fácil reconstruirlas marcas como si estuvieran bajo elmicroscopio. Gracias a los detectoresde silicio pueden visualizarse detallesde las interacciones que de otro modoresultarían totalmente confusos.

Mi plan es convertirlos en nuestraapuesta para el LHC. Mientras hablo,todo el mundo hace extrañas muecas. Yno les falta razón. En el ambiente delLHC los detectores actuales no duraríanmás que unas pocas semanas. De hecho,la radiación cambia las características

del silicio, y si no se adoptan medidasespeciales los detectores quedaríaninutilizables muy pronto. Además, hastael momento, nadie ha sido capaz deproducir grandes cantidades de estoscristales, y nosotros necesitaríamoscientos de metros cuadrados. Sonobjetos sumamente caros y sofisticadosque muy pocas empresas en el mundoson capaces de producir. Para equiparlos instrumentos del LHC se necesitaríauna cantidad cien veces mayor de la quese utilizó en los años noventa con uncoste por unidad diez veces más bajo;además, la electrónica necesaria para lalectura de los datos supone otroproblema: millones de amplificadores

en miniatura que también tendrán quesoportar niveles altísimos de radiación.Es una verdadera locura.

Cuando se lo comenté a MichelDella Negra se le iluminó el rostro y medijo: «Me parece una buena idea. ¿Porqué no vienes con nosotros y nosponemos manos a la obra?».

Michel Della Negra es un físicofrancés con un apellido que delataantepasados italianos. Ha estudiado enla École Polytechnique de París ytrabajó con Rubbia durante eldescubrimiento de W y Z. Como muchosotros jóvenes talentosos, al acabar elexperimento decidió independizarse yalejarse del gran jefe y de su impetuosa

personalidad, que tendía a aplastar yfagocitar todo lo que lo rodea, incluso asus colaboradores más brillantes. Solíair acompañado de un físico inglés deorigen indio, Tejinder Virdee, suvicario, al que todos llamaban Jim; unverdadero luchador, igual que los sikh alos que, por tradición, pertenece sufamilia. Nacido en Kenia y licenciadoen Inglaterra, combatió contra losprejuicios y los obstáculos de un sistemaacadémico sumamente conservadorcomo es el inglés. También trabajó conRubbia. Allí conoció a Michel y prontose hicieron buenos amigos, y juntostomaron la decisión de emprender unanueva aventura.

El encuentro con Michel en Aachenme cambió la vida; me uní al CMSporque Michel me gustó enseguida: esunos años mayor que yo, decidido yfirme, poco propenso a exponerse y muycompetente. Fue Michel quien, con laayuda de Jim, propuso el diseño simpley elegante del CMS, un proyecto quediscutimos durante semanas en las mesasde la cafetería garabateando sobremillones de servilletas. El diseño mesedujo por su belleza y claridad sinpretensiones.

La filosofía del proyecto es lamisma que llevó al descubrimiento de Wy Z. Rubbia lo apostó todo a ladesintegración en electrones de los

bosones de W y Z; por eso instaló undetector de trazas central en el interiorde un campo magnético y colocóalrededor un calorímetroelectromagnético, un detectorespecializado en la absorción deelectrones y fotones y la medición deenergía. Dentro del imán se reconstruíanlas huellas y el impulso de loselectrones, reconocibles gracias a que elcalorímetro los absorbía totalmente.

La idea era perfecta para unexperimento basado en el SPScolisionador del momento. Pero en elLHC la luminosidad será diez mil vecessuperior y, en los años noventa, eraimposible saber si podrían distinguirse

las marcas de los electrones de loscientos de partículas producidas por lacolisión; por eso Michel decidióapostarlo todo a los muones: al ser máspesados que los electrones, los muonesinteractúan poco con la materia y puedenatravesarla durante decenas de metros.

El CMS se construyó alrededor deun único y gigantesco imán cilíndricoque guarda en su interior el detector detrazas y la calorimetría (las capasespecializadas en absorber laspartículas menos penetrantes), y que estárevestido de hierro equipado concámaras para muones (capaces dereconstruir la trayectoria de laspartículas cargadas que logran atravesar

el hierro).Los muones de alta energía

transversal, es decir, cuya dirección esperpendicular a la dirección de loshaces, producidos durante las colisionesdejarían señales en el detector de trazasinterno, pero atravesarían indemnes elcalorímetro para luego volver a dejarhuellas en el detector especializadocolocado en el exterior del imán. Todaslas partículas serán absorbidas por loscalorímetros, mientras que los muonespodrán identificarse sin ambigüedadconectando entre sí las marcas dejadasen el detector de trazas interno gracias alas trayectorias que reconstruirán lascámaras de muones.

El esquema es esencial, un arquetipode detector, el sueño de todo físicoexperimental.

EL MOMENTO DE ELEGIR

Las protocolaboraciones para el LHC,que se forman a principios de los añosnoventa, son cuatro. Además del CMSse propone el L3P, otro experimentobasado en un gran solenoide central quees la evolución del experimento L3,operativo en el LEP; los otros dosexperimentos, el EAGLE y el ASCOT,se basan en un campo magnéticotoroidal, es decir, con forma de

rosquilla, una geometría completamentediferente a la cilíndrica que adopta elCMS. Los partidarios del EAGLE sonun grupo de investigadores capitaneadospor Peter Jenni, un físico suizo queparticipó en el UA2, el experimento queperdió la competición contra Rubbiacuando se descubrieron W y Z; esaexperiencia los marcó de tal forma quese juraron a sí mismos que no volvería arepetirse.

En el UA2 Peter había conocido auna joven italiana que trabajaba en elINFN de Milán y que sabía moverse conseguridad tanto en el campo de losanálisis físicos como en la producciónde nuevos detectores. El grupo de Milán

trabajaba en el desarrollo de unprototipo nuevo de calorímetro paraelectrones y fotones que podríautilizarse en el nuevo acelerador queproyectaba el CERN. En un mundodominado por el género masculino, lajoven investigadora, amante del arte y lamúsica y siempre formal y educada, escapaz de inspirar un gran respeto; esrigurosa y carismática, y cuando hablatodo el mundo presta atención. Sobretodo cuando la discusión versa sobrefísica; la joven suele ir al grano y no seamedrenta ante un problema porresolver. Peter no duda en involucrardesde el primer momento a FabiolaGianotti en los estudios más difíciles

para el nuevo detector.De los cuatro experimentos

propuestos para el LHC solo seaprobarán dos. El mensaje del directorgeneral del CERN es claro y conciso yllega acompañado de una sugerencia:«¿Por qué no intentáis conciliar losproyectos en dos propuestas? Unacentrada en la geometría de solenoide yotra en la geometría de toroide».Rápidamente surgen encuentros yconfrontaciones entre el CMS y el L3Ppor un lado, y el ASCOT y el EAGLEpor el otro.

El líder del L3P es Sam Ting,protagonista de la «revolución denoviembre»; la primera vez que nos

reunimos para intercambiar ideas mesiento muy emocionado. Me encontrabapreparando mi tesis en Pisa cuando lanoticia dio la vuelta al mundo: Tinghabía localizado el charm, el cuartoquark, una forma de materiacompletamente nueva; estedescubrimiento cambió la física de altasenergías; por él Ting compartió el Nobelcon Burt Richter en 1976.

Tengo ante mí, en carne y hueso, auna de las figuras más emblemáticas dela física de la segunda mitad del sigloXX, y descubro que tiene un carácterpésimo; es muy agresivo, mira a Michelcon soberbia y lo trata con arrogancia.Propone unir sus fuerzas a las del CMS,

aportando muchos recursos, fondos eingenieros, además de granjearnos lasimpatía de muchas institucionesamericanas, pero insiste en modificar laidea conceptual básica de nuestroexperimento, aquel diseño simple ygenial que me sedujo enseguida.Promete el oro y el moro, pero lo quierecambiar todo. Los argumentoscientíficos que utiliza son pococonsistentes; en cambio, su ansia depoder es evidente. Está claro que quiereser él, el gran premio nobel, quien guíeel experimento de los muchachos.Cuando veo a Michel, totalmente sereno,contestándole de forma tranquila que nohay vuelta de hoja, que si esas son las

condiciones el CMS seguirá adelante sinellos, me doy cuenta de que he escogidoel experimento que más me va.

El L3P y el CMS se presentarán a lajunta por separado, mientras que elEAGLE y el ASCOT se fundirán en unsolo proyecto y nacerá el ATLAS (AToroidal LHC ApparatuS). Cuando en1993, para sorpresa de muchos, el L3Psea revocado y el ATLAS y el CMSaprobados, quedará patente que, enocasiones, no realizar concesiones pormotivos de conveniencia política puedesalir caro. Los chicos del CMS estamoseufóricos, pero sabemos que el juego noha hecho más que empezar.

En muchos sentidos, gran parte de

nuestro destino ya ha sido sellado. ElATLAS, nacido de la fusión de dosexperimentos, será siempre mucho másrico y fuerte políticamente que nosotros.Con todo, tiene un talón de Aquiles:para complacer a todos los grupos haenglobado tantas tecnologías diferentesque será difícil integrarlas; corre elriesgo de ser como un elefante: potentepero poco ágil. El CMS es un detectormás simple y por tanto más rápido a lahora de localizar cualquier nueva señal,pero las tecnologías que propone son tanmodernas que su verdadero reto consisteen llegar a construirlo y conseguirponerlo en marcha.

LA GRAN LICUADORA

Cuando un proyecto es aprobadooficialmente se pone en marcha unmecanismo infernal. El CERN nombraun comité formado por grupos deexpertos que supervisan el trabajo.Tienes que suministrar información decada movimiento y entregar unadetallada planificación de lasactividades con una lista infinita deobjetivos que alcanzar. Da comienzodesde abajo una frenética búsqueda denuevos colaboradores; se entablacontacto con las empresas más

avanzadas; se pone en marcha unafuribunda actividad de investigación ydesarrollo.

Es como encontrarse en medio deuna licuadora que gira a gran velocidad,o estar montado en una montaña rusa quese eleva hasta alturas estratosféricaspara luego caer hacia los abismos másprofundos.

Para nosotros son años apasionantesy frenéticos. Pasamos semana trassemana encerrados en el laboratoriopara hacer funcionar los prototipos deesos objetos tan modernos que hemospropuesto y diseñado; luego viajamospor el mundo en busca de nuevoscolaboradores que puedan

suministrarnos recursos e ideas pararesolver los problemas que todavía nossuperan.

Cuando se aprueba un experimentose establece un presupuesto general, unumbral de gasto por debajo del que hayque mantenerse. Para nosotros el umbrales de 475 millones de francos, lo mismoque para el otro experimento, pero ellono implica que dichos fondos esténasegurados. Los fondos lleganúnicamente si logra convencerse acolaboradores de todo el mundo paraque participen en nuestra empresa, paraluego pelearse con sus agencias definanciación a fin de que contribuyan ala construcción del CMS.

La construcción de un experimentode este tipo es realmente una tareacolectiva en la que participa todo elplaneta. Cada nación y cada grupocolaboran en uno o más subproyectosque se comprometen a realizar. Sueleocurrir que algunas partes del aparato seconstruyen directamente en laboratoriosnacionales siguiendo detalladasinstrucciones emitidas desde la sedecentral; después todo se traslada alCERN, donde se procede a suensamblaje, instalación y puesta enmarcha.

Viajamos a las remotas llanuras dela Rusia postsoviética para negociar lacompra de cientos de toneladas de latón

que necesitamos para los calorímetros.Descubrimos que la flota del Mar delNorte, con base en Múrmansk, estádesarmando una gran cantidad deproyectiles de artillería pesada; silogramos convencerlos para que nosvendan el latón de las ojivas a un preciomás bajo respecto a su valor de mercadoen Occidente ahorraremos millones defrancos. Al final lo logramos gracias anuestros colegas físicos rusos. De lafusión de un millón de proyectilesconseguimos 300 toneladas de latón, yasí, de forma inesperada, contribuimos ala reconversión pacífica de un arsenalbélico. Luego vamos a Taksila, un lugarescondido entre las montañas de

Pakistán, en cuyo museo se conservanrestos arqueológicos con inequívocosindicios del paso de Alejandro Magno.Nos trasladamos hasta allí porquetenemos que inspeccionar una antiguafábrica de tanques. Podemos utilizarlapara producir la enorme maquinaria deacero necesaria para soportar uncalorímetro especial. También viajamosa Japón, donde una pequeña industria desemiconductores nos promete produciruna gran cantidad de detectores desilicio, pero antes es necesario quevayamos a inspeccionarla. Volamoshacia allí y después de un interesantedesayuno a base de sopa de verduras ygambas crudas nos ponemos monos y

calzado especiales para visitar laslimpias habitaciones donde se trabajanlos cristales de silicio. Durante díasdiscutimos hasta el último detalle conlos ingenieros para saber si nuestroobjetivo es asequible. Luego vamos avisitar unos astilleros de Corea dondequizá puedan producirnos la maquinarianecesaria para instalar el imán.

Viajamos a muchos otros lugares enbusca de nuevos grupos ycolaboradores. En especial, recuerdouna visita que hice al Fermilab paraconvencer a los muchos amigos quemantengo en aquel laboratorio, dondetrabajé varios años. Entre lagos repletosde gansos y praderas han instalado un

laboratorio dedicado a la fabricación dedetectores semiconductores. Nosvendría genial para producir las decenasde miles de elementos que necesitamospara el CMS. Conozco al director, unfísico de Chicago con quien he pasadomás de una velada frente al mejor menúde Tex Willer: «Bistec de un dedo degrosor y una montaña de patatas fritas».Por cómo me mira me doy cuentaenseguida de que participará encantado;acabo de convencer a Joe Incandelapara que se una a nuestra empresa.

Son años fascinantes, pero tambiénllenos de problemas. En ocasiones, lastecnologías propuestas por un grupo nofuncionan bien y hay que rechazarlas y

cambiar totalmente de rumbo; otrasveces, unas personas que llevan añostrabajando en una solución ven cómo seesfuma en cuestión de segundos.Algunos no pueden soportar ladesilusión y abandonan el proyecto;después de dolorosas discusiones, loscaminos que nos han unido durante añosde esfuerzo y sufrimiento terminan porsepararse.

No son pocas las crisis que hemosatravesado durante la construcción,sobre todo de los componentes másdelicados; el imán, el detector de trazasy el calorímetro electromagnético sonjoyas de la tecnología que hacen delCMS un experimento realmente

especial, pero eran tan arriesgadas ydifíciles de construir que bien podríanhabernos abocado a un fracasoestrepitoso.

Del detector de trazas ya hemoshablado. El imán, en cambio, es unenorme solenoide, es decir, una bobinacon forma cilíndrica, de 13 metros delongitud y 6 metros de diámetro. Es tangrande que solo puede ensamblarse porpartes, porque ninguna máquina existentepodría trabajarla como una pieza única.Su objetivo es producir un campo de 4teslas, y es el imán superconductor másgrande del mundo, pero no sabemos quétipo de cable utilizar. Es necesarioinventar un cable nuevo, que soporte

densidades de corriente muy elevadas,que sea muy estable y mecánicamentetan sólido que aguante el monstruosoempuje equivalente a miles de toneladasde peso generado por las fuerzasmagnéticas sobre la bobina. Es tanimponente que durante el transporte nopuede pasar por ninguna autopistaporque los túneles son demasiadopequeños. Hemos diseñado un plan paracargarlo en barcazas en Marsella yluego subirlo por el Ródano, tal y comose hacía con los materiales de lasgrandes catedrales góticas. Solo duranteel tramo final podrán utilizarse lascarreteras provinciales que cruzan losmaravillosos pueblos de la zona, pero

antes hay que desmontar los semáforos ytodas las señales de tráfico, de locontrario no podría pasar.

Por último tenemos el calorímetroelectromagnético. Se decidió centrartoda la atención en electrones y fotones.Después de algunas dudas iniciales, nosconvencimos de que era posiblereconstruirlos incluso en el ambienteinfernal del LHC, pero necesitaríamosun calorímetro muy especial. Contamoscon la ventaja de poder reconstruir lasdesintegraciones del Higgs que generanelectrones de alta energía. Y si el Higgstuviera una masa entre 100 y 150 GeVpodríamos aprovechar unadesintegración particular pero muy

limpia, que es una marca incontestablede esta partícula: la desintegración endos fotones de alta energía. Uncalorímetro electromagnéticosofisticado convertiría el CMS en algotodavía más competitivo y aumentaríasus posibilidades de realizar cualquierdescubrimiento. Jim Virdee es quien másinsiste en esta solución, que más tardeadoptarán los otros equipos quecolaboran.

El calorímetro del CMS será unaverdadera joya, construida a partir de 75 000 cristales brillantes, velocísimossensores que emiten una minúscula señalluminosa cuando los electrones y losfotones son absorbidos por el material

pesado. La cantidad de luz emitida nospermite medir la energía total de laspartículas absorbidas con una precisiónimbatible, pero no parece que nadiepueda producir cristales de la purezaadecuada y en cantidades suficientes. Elmaterial necesario es bastante raro, unasal formada por dos metales opacos ypesados, el plomo y el tungsteno, quemilagrosamente combinados conoxígeno forman cristales enormes,extremamente pesados y transparentes.Una maravilla de la química que pocaspersonas en el mundo saben manejar. Alfinal descubrimos una fábrica decristales en Rusia, muy próspera entiempos de Brézhnev, pero que ahora

está al borde de la quiebra. Allíencontramos a las personas capaces defabricar los cristales que necesitamos,pero el lugar está totalmente derruido.Los alimentadores de los crisoles paralos cristales son de antes de la guerra ypueden explotar en cualquier momento, ycuando la nieve del techo se fundellueve en las naves; hay que restaurartoda la instalación.

He aquí algunos de los muchosobstáculos que hemos tenido quesuperar: el conductor del imán no seconsigue soldar; los cristales delcalorímetro quizá se pueden producir,pero su coste final será el doble delprevisto inicialmente; los primeros

sensores de silicio llegan repletos defallos y poco estables. Por último,cuando creemos que hemos resueltoestos problemas y parece que vamos porel buen camino, resulta que toda laelectrónica que pensábamos utilizar parael detector de trazas y el calorímetro nofunciona y tenemos que volver aproyectarlo todo de nuevo. Quedanpocos años para las primeras colisionesy el ATLAS, a pesar de lidiar con suspropias dificultades, avanza a marchasforzadas hacia su instalación, con elgallardo paso de la armada teutónica;muy diferente del proceder errático eintermitente de «la armada Brancaleonedel CMS», como ya nos llaman algunos.

Por si esto no fuera suficiente,empiezan los problemas en la caverna.Para cobijar a los grandes detectoresalrededor de las zonas de interacciónhay que excavar cavernas capaces decontener la catedral de Notre-Dame.Como no podía ser de otra forma, losdel ATLAS consiguen excavarla dentrode los tiempo fijados sin dificultad; encambio, nosotros tenemos queenfrentarnos cada mes a un nuevoinconveniente. Al primer golpe de picodebemos detenernos porque hemostopado con la única villa romanaexistente en hectáreas a la redonda. Mástarde descubriremos que los prados deCessy, lugar que ocuparán las

instalaciones del CMS, se encuentranprecisamente sobre un cruce decarreteras romanas cerca del cual hayuna villa del siglo IV, llena de monedasy restos de la época. En cuantoempezamos a cavar el enorme pozo deacceso topamos con un río subterráneoque baja de las laderas del Jura hasta ellago. Para poder avanzar tenemos queconstruir una barrera de tres metros dehielo alrededor del pozo, introduciendocantidades industriales de nitrógenolíquido a −195 °C. Cuando por finlogramos excavar la enorme cavidadsubterránea descubrimos que durante elprimer año se ha inclinado trescentímetros; así pues, nuestros

detectores corren el riesgo de apoyarsesobre una superficie flotante, lo cualalteraría por siempre su alineación. Peroen esta ocasión los cálculos de nuestrosingenieros resultan ser acertados: todovuelve a la normalidad en cuanto las 14 000 toneladas de peso del detectorestabilizan la enorme estructurasubterránea.

Todos estos problemas comportanestudios e investigaciones que setraducen en bochornosos retrasos. Nofalta quien, al visitar la caverna quealbergará el CMS, todavía vacía, y ladel ATLAS, rebosante de maquinaria ybullente de actividad, bromea alterandonuestro acrónimo de una forma que me

hace enfurecer cada vez que lo oigo enla cafetería: CMS = See-a-mess, esdecir, «observa el desastre». Es unamaldad, pero cierta.

Durante aquellos años, muchostemíamos haber estirado la pierna másde lo que alcanzaba la manta; haber sidodemasiado osados; haber utilizadotecnologías no suficientemente maduras.Durante años convivimos con losreproches de los demás y la pesadilla deno lograr nuestro objetivo. El ATLASfunciona como un reloj suizo y el CMSsufre retrasos constantes; ellos ya handecidido el color de las etiquetas de loscables y nosotros todavía no estamosseguros de disponer de los elementos

básicos del detector.De repente, sin que nadie se dé

cuenta, algo cambia y las cosasempiezan a avanzar. Descubro que lolograremos el 28 de febrero de 2008,cuando conseguimos bajar al pozo elelemento central del CMS que incluye elimán. Es una operación tan espectacularque la BBC decide grabarla en directo yemitirla por todo el mundo. Pasamosdías con el alma en vilo.

Al contrario que el ATLAS, cuyoensamblaje se llevará a cabo en elinterior de la caverna, el CMS ha sidoproyectado como un Lego: el gigantescocilindro se subdivide en once elementos,enormes estructuras que se montan en la

superficie para luego introducirse una auna dentro de la caverna y formar eldetector; este procedimiento modularnos ha salvado, nos ha permitidodesarrollar los componentes másinnovadores e integrarlos en laestructura pocas semanas antes delarranque del LHC.

El momento más crítico de esta fasees el descenso a la caverna de la partecentral del CMS, la más pesada de todas—2000 toneladas de metal ycomponentes delicadísimos suspendidosen el aire mediante 100 metros de cablesde acero—, y el cuidado especial eneliminar incluso la más leve tensiónmecánica. Es la primera vez que se hace

algo parecido y la empresaespecializada en este campo tiene queemplear un procedimiento que nunca seha probado. Todo depende del éxito dela operación. Si no funciona, no habráCMS.

Cuando llega el gran día todo elmundo está allí desde las cinco de lamañana para dar el pistoletazo de salidaa la operación y empezar a sufrir encuanto empiezan a notarse minúsculasoscilaciones en los cables de acero quesostienen la estructura. Jim Virdee es elnuevo portavoz del CMS desde hace unaño, después de que Michel terminara sulargo mandato; a mí me han nombrado suvicario, y Austin Ball, responsable de

las operaciones de campo, es elcoordinador técnico del experimento. Esun día inolvidable. Se tardan incontableshoras en recorrer esos cien metros. Esuna bajada lenta, extenuante, que notermina nunca. A las 18.32 la enormeestructura toca el pavimento de lacaverna; todos estallamos en un aplausode alivio y gritos de alegría; saltamos ybailamos como idiotas, abrazándonoscon los técnicos y los ingenieros. Nosdamos cuenta de que lo lograremos;nada podrá detener el CMS.

¿SABES QUE EN EL LEP HANDESCUBIERTO EL HIGGS?

En los quince años que duran laconstrucción del LHC y susexperimentos se abre un umbral para eldescubrimiento del Higgs. Durante laprimera etapa de recolección de datosdel LEP, cuando el acelerador centrabasus esfuerzos en estudiar la partícula Z,las investigaciones sobre el Higgshabían producido resultados negativos;lo único que se había conseguido eradeterminar un límite inferior a la masade la fantasmal partícula. Las

investigaciones se volvían cada vez másinteresantes conforme el LEP aumentabala energía de sus colisiones. Entre 1995y 2000, mientras nosotros combatíamoscontra todo tipo de problemas paraconstruir el LHC, el LEP alcanza los 209 GeV; es entonces cuando ocurrealgo.

Todavía recuerdo la mueca depreocupación con que entró en midespacho uno de los jóvenes del grupodurante el año 2000, para decirme quecorría la voz por la cafetería de que unode los experimentos del LEP había dadocon el Higgs en una masa de 114 GeV.Pronto el asunto pasó a ser del dominiopúblico y en septiembre se organizó un

seminario para presentar los resultados.Realmente parecía que habíanencontrado algo. En varios experimentosaparecían unas tímidas señales y losdatos eran bastante coherentes, a pesarde que el número de eventos observadosera excesivo respecto a los previstospor el Modelo Estándar.

Surge una acalorada discusión con laadministración del CERN, cuyo directoren aquel momento era Luciano Maiani.Hay que tomar una decisión lo antesposible. Los planes prevén que se cierreel LEP a finales de 2000 para empezar ainstalar los imanes del LHC. Cadaretraso tendría repercusionesimportantes sobre los tiempos de la

nueva máquina. Y justo durante lasúltimas semanas, salen a la luz estasaveriguaciones que parecen indicar queel Higgs está justo ahí, a la vuelta de laesquina, a 114 GeV; solo hacen falta unpar de meses más de trabajo, quizá unaño, y el LEP llevará a cabo eldescubrimiento del siglo.

Los días se suceden entre tensiones ydebates. Al final Maiani les concedeunas semanas más para recoger datos,pero cuando ve que las dudas querodean la firmeza de la señal no sedisipan, corta por lo sano y decideclausurar la vieja estructura. Recibeataques furibundos por parte de losfísicos del LEP: se rompen amistades,

vuelan ofensas por doquier, nacenrencores duraderos. Durante años,quienes creyeron en la veracidad de laseñal del LEP se dedicarán a declarar alos cuatro vientos que el Higgs ya sehabía descubierto, que su masa es de 114 GeV y que el LHC no hizo otra cosaque redescubrirlo, pero al final se sabráque no se trató más que de una malignafluctuación estadística como tantas otras;es algo muy habitual, particularmentecuando un acelerador se acerca a lafecha prevista para su cierre. Maianitenía razón: aunque hubieran seguidorecogiendo datos no habría sido posiblelocalizar un objeto de 125 GeV en elLEP. Cuando, después del

descubrimiento del Higgs, le pregunté aMaiani cuántos de los que lo habíaninsultado habían ido a presentarle susdisculpas, o simplemente le habían dadola razón, Luciano se limitó aresponderme con una sonrisa.

Tras el cierre del LEP será elTevatrón, en Chicago, quien recoja eltestigo de la caza al Higgs mientras durela construcción del LHC. Animados porel descubrimiento del quark top en 1995,los científicos del Fermilab decidenaumentar al máximo la luminosidad delacelerador y mejorar los detectoresutilizando incluso algunas de lastecnologías desarrolladas para el LHC.

Durante los primeros años del nuevo

siglo se le abre al Tevatrón unaoportunidad para descubrir el Higgs.Así, combinando la masa del top y delW con las medidas de precisión del Z,consiguen informaciones indirectassobre la masa del Higgs que parecíanindicar valores bajos, cercanos a esos 114 GeV que generaron tantasesperanzas en el LEP. Allí, el Tevatróntodavía puede tener un golpe de suerte,arrebatándole al LHC su objetivoprincipal y vengando de alguna forma lahumillación que supuso el cierre delSSC.

LA GRAN FIESTA Y EL VIERNES NEGRO

Después de un esfuerzo enorme ymuchas peripecias, todo está listo parael arranque. El gran momento está apunto de llegar; empieza la granaventura. El acelerador ha sidocompletado, ha pasado muchísimaspruebas, ha alcanzado la temperaturaoperativa y puede empezar a hacercircular haces de partículas. Losdetectores están listos; hemos trabajadoduro para conseguir instalar y hacerfuncionar los últimos componentes, peroal final lo hemos logrado. El CMS ha

llegado puntual a la cita.Es difícil describir el entusiasmo

irrefrenable y contagioso que reinabaaquellos días entre nosotros. Después depasar años al borde del fracaso másestrepitoso hemos llegado, excitados,seguros de que descubriremos algo; nosolo el Higgs sino también lasupersimetría, y por qué no, los nuevosestados de la materia que prevén lasteorías de las extradimensiones.

Recuerdo aquel periodo como unaespecie de estado de embriaguez; quizálo que ocurrió después está ligado dealguna forma a este exceso de confianzaque nos cegaba en aquella época; esaarrogancia, la hybris tan bien descrita

por los clásicos griegos, que invade alos hombres cuando se exaltan trasllevar a cabo grandes empresas paraluego ser castigados y arrastrados a lacatástrofe.

Es el 10 de septiembre de 2008 ytodo está listo. Esta vez el CERN seprepara a lo grande e invita a cientos deperiodistas. Es la primera vez que seenciende un acelerador bajo los focosde medios de todo el mundo. Durante lassemanas frenéticas que preceden elencuentro con los periodistas, Fabiola,Jim Virdee, Peter Jenni y yo tenemos queencontrar tiempo para asistir a un cursode formación sobre cómo comportarsefrente a los medios. Un par de

experimentadas periodistas de la BBCnos preparan durante horas, nos entrenanpara responder a las preguntas másagresivas y nos enseñan los trucos deloficio para evitar las trampas.

Al miedo, totalmente irracional, deque la inauguración del LHC puedeprovocar el fin del mundo se suma uninterés creciente. Estamos todosdesesperados por este exceso deatención al que no estamosacostumbrados; nos aturde la cantidadde estupideces que circulan tanto enperiódicos como en la red, así como laspeticiones continuas de entrevistas ycomentarios que nos hacen perder eltiempo. En cambio, las personas de la

oficina de comunicación del CERNestán radiantes. El miedo al agujeronegro que engullirá el mundo hagenerado una convulsa atención hacia loque está ocurriendo en Ginebra, y ellosven la oportunidad de acercar al públicogeneral los temas científicos de los queestá alejado habitualmente.

Son las 10.28 cuando se inyecta elprimer paquete de protones, que cumplesu primera vuelta y acaba chocandofelizmente contra una plaqueta decerámica dejando una preciosa huellaelíptica; es la prueba de que todo hasalido como debía. La sala de control sefunde en aplausos. Rubbia y Lyn Evanscelebran juntos los primeros gemidos de

su criatura.También en las salas de control de

los experimentos el entusiasmo está porlas nubes; vuelan tapones de botellas dechampán y es el momento de la ronda deentrevistas en directo: la BBC, la CNN,Al Jazeera y muchas otras. Me doycuenta de que el mundo del periodismoestá metido hasta el cuello en el temaporque tengo que hablar con los equiposde las tres cadenas de la RAI: Tg1, Tg2,Tg3.

Todavía recuerdo con ciertaamargura cuando, un año antes, llamé ala dirección del Tg1 para avisar de quela BBC preparaba una emisión endirecto del descenso a la caverna de la

parte central del CMS; me pareció quela RAI también debía enviar a alguien.Al final les fue imposible porque, citotextualmente: «Profesor, esta es lasemana del festival y tenemos a todosnuestros equipos en San Remocubriendo el evento musical». Hasta queno sobrevino el miedo al agujero negrola RAI no se convenció de que quizávalía la pena ocuparse de alguna otracosa aparte de la canción ligera.

El 10 de septiembre de 2008 fue unagran fiesta que presenció el planetaentero. No se creó ningún agujero negroy la máquina más compleja del mundofuncionó exactamente como estabaplaneado. Se puso en marcha a la hora

prevista y los haces circularon sinestorbo entre caras de alegría y brindisen directo.

Pero la euforia dura poco y salecara. Al cabo de apenas diez días, elviernes 19 de septiembre, una estúpidasoldadura defectuosa provoca undesastre que nos obligará a parardurante más de un año.

Son las 11.18 cuando durante unasoperaciones rutinarias los encargados dela sala de control se percatan de quealgo grave está pasando. Los ochosectores que componen el anillo de 27kilómetros tenían que probarse antes dearrancar con las operaciones. Se habíaestablecido un protocolo de prueba muy

claro que incluía hacer circularcorriente por los imanes hasta producirel campo nominal, que mantiene enórbita los protones acelerados hasta 7 TeV. En realidad no pudimoscompletar la prueba en todos lossectores; muchos se probaron solo hastamedio campo, otros solo alcanzaron elvalor nominal. Los retrasos acumuladosterminaron por repercutir en la pruebadel último sector, el 3-4, el que pasabajo el Jura. Puesto que la fecha de lainauguración del LHC ya había sidofijada, al final se decidió postergar laprueba hasta después de la inauguración;efectivamente, el 10 de septiembre lascosas fueron a pedir de boca, pero ahora

era necesario completar las pruebashaciendo circular corrientes intensastambién en los imanes del último sector.Y es entonces cuando ocurre lo quenadie podía imaginar.

En una de las últimas fases desecuencia de la prueba, cuando unacorriente de 8700 amperios recorre losimanes, antes de llegar a los 10 000 quehabrían sido necesarios, sucede loinevitable. Todavía recuerdo el tembloren la voz de Francesco, uno de losmuchos jóvenes ingenieros italianos quepasaron meses en el túnel preparando,uno tras otro, cada sector, y que estabaen la sala de control cuando ocurrió elaccidente: «Parecía una película. Se

encendieron decenas de alarmas y lascámaras del túnel mostraron una niebladensa; había una fuga masiva de helio».

Al principio el comunicado oficialdel CERN hablará de un inconvenienteque comportaría un retraso de un par demeses. Cuando, al cabo de unassemanas, Lyn Evans y un grupo deingenieros bajan al túnel a verificar loocurrido, lo que ven es espeluznante. Sehan desplazado varios imanes. Laexplosión, porque de una explosión setrata, ha movido como si fueran ramitasobjetos de más de 27 toneladas ydoblado decenas de recios tubos deacero. La delicada cámara de vacío,donde hasta diez días antes circulaban

protones, se ha roto por varios sitios yha quedado contaminada a lo largo decientos de metros por un polvo mortalque se ha pegado a las paredes. Se hanperdido cuatro toneladas de heliolíquido, evaporándose de repente einvadiendo cientos de metros del túnel;todo está helado y al entrar en contactocon la humedad del aire se recubre deuna capa de hielo y escarcha. En el túnelcongelado no hay oxígeno por culpa delhelio que lo impregna todo, lo cual lohace impracticable durante al menosunas semanas. Es un verdadero desastre.

Tras el análisis del accidente, sellega a la conclusión de que la culpa esde una soldadura defectuosa, una de las

12 000 conexiones entre imanes. Algono ha funcionado como se esperaba y seha creado una zona donde la resistenciaera mayor de lo debido; con el paso de9000 amperios, aquel minúsculo trechose calentó lo suficiente como paraproducir la transición y fundirseinmediatamente, provocando una chispaque agujereó el contenedor de heliolíquido; el resultado fue una ondaexplosiva que ha dañado decenas deimanes y otros componentes menores delacelerador.

Emilio Picasso, que había pasadonoches en vela por culpa de lasdificultades de las excavaciones delLEP cuando toda una zona quedó

inundada, fue de los pocos que no sesorprendió de lo ocurrido. Una noche,durante una cena, me dirá: «Desde quese inundó, supimos que el sector 3-4 nosdaría muchos más problemas. Allí elaire está cargado de humedad. A pesarde que hayamos hecho de todo por aislare impermeabilizar el túnel, si dejas aldescubierto un cable durante un par dehoras te lo encontrarás oxidado; y si nolo limpias adecuadamente la soldaduraseguramente será defectuosa».

Las consecuencias del accidente songraves. Como de costumbre Lyn Evanslo definió de forma seca y eficaz: «Estoha sido como un puñetazo en los morros;nos han dejado para el arrastre». Muy

pronto se hace evidente quenecesitaremos más de un año paracompletar la reparación; además,corremos el riesgo de que no funcionede nuevo. ¿Cuántas soldadurasdefectuosas pueden esconderse entre lasmiles de interconexiones entre imanes?El accidente ha revelado una debilidaden los controles de calidad que podríagolpear de nuevo. Hay que ponerremedio, controlar que todo esté bien yasegurar todo el sistema. Los imanesirremediablemente dañados puedensustituirse, pero si vuelve a ocurrir unaccidente de este tipo sería el fin denuestras provisiones y tendríamos quecerrar el acelerador. Las líneas de

producción de imanes han sidodesmanteladas y necesitaríamos añospara volver a activarlas.

Abrir todas las conexiones y repararcada soldadura significa detener laactividad del LHC durante al menos dosaños. Al final se opta por correr unriesgo calculado: se sustituirán losimanes dañados y se tomarán todas lasprecauciones necesarias para mitigar losefectos de posibles incidentesvenideros, a fin de poder arrancar denuevo en 2010 y seguir adelante con larecolección de datos a lo largo de 2011,pero el LHC no podrá funcionar a laenergía que habíamos pensado, seríademasiado arriesgado; empezaremos

con 7 TeV y la luminosidad será inferiora la prevista. En 2012 empezaremos areparar conexiones y quizá dentro deunos años podamos poner el aceleradora su máxima energía.

Los efectos del accidente dentro detodos los equipos que colaborabanfueron terribles, sobre todo para losjóvenes; en sus ojos había rabia,desilusión y frustración. Durante elinvierno de 2008-2009 me reúno concientos de ellos para escucharlos,buscar solución a sus problemas osencillamente dejar que se desfoguen;algunos de ellos llevan años esperandolos datos para escribir su tesis ybuscarse un trabajo; otros han fijado ya

la fecha de su boda y esperan casarsecon un título bajo el brazo; hay quientiene becas que acabarán pronto ycontratos que terminarán mucho antes deque el acelerador vuelva a trabajar. Enla medida de lo posible, se buscansoluciones para ayudar o limitar losdaños, pero hay varios jóvenes que, muya su pesar, tienen que marcharse.

En cuanto a nosotros, está claro quenos toca replantearnos nuestrasprioridades científicas. «Olvidad elHiggs, muchachos» es a grandes rasgosla traducción de la nueva situación. Conun acelerador que estará operativoteniendo la mitad de la energía previstay una luminosidad cien veces más baja

no hay esperanzas de descubrir lapartícula de Dios. Lo que más nosfastidia es que este tropiezo le dará alTevatrón la oportunidad de llegar a lameta antes que nosotros. Después deaños de incógnitas y esfuerzos corremosel riesgo de ver cómo se nos escapa delas manos el sueño que tanto hemosperseguido.

5.POR FIN

EL MÁGICO TOQUE DE GUIDO

Sala de control del CMSen Cessy, 30 de marzo de

2010, 8.54

Las vacas pastan en el prado que hayante el ascensor que baja a la caverna;parecen totalmente indiferentes a laexcitación que se percibe en el P5, sededel CMS. Hace semanas que el intenso

tráfico de camionetas blancas del CERNy los coches particulares de vecinos dela zona indica que va a ocurrir algoimportante. Todos los expertos hacenturnos de ocho horas para cubrir lajornada completa.

Hay mucho nerviosismo en la salade control: todo el mundo recuerda losucedido el 23 de noviembre de 2009.Aquel día, el LHC logró ponerse enmarcha después de la avería del añoanterior y produjo las primerascolisiones a 900 GeV, pero debido a unaserie de inconvenientes el CMS fueincapaz de generar las fotografías a todocolor que son la representación gráficade los choques entre protones. A los

demás experimentos les iban mejor lascosas: nuestros colegas del ATLAShabían sido capaces de sacar lasprimeras fotografías de las colisiones ysus imágenes llenaban las páginas detodos los periódicos del mundo y lostelediarios. La frustración de los chicosdel CMS, que habían trabajado semanatras semana tratando de llegar a tiempo,era notable. En sí, el asunto no eragrave, pero subrayaba una vez más queel ATLAS era el primero de la clase y elCMS el eterno segundón; y ninguno denosotros podía soportarlo. Así que nosdijimos que no volvería a ocurrir, queahora que el experimento estabadespegando de nuevo no podíamos

permitirnos ni un retraso más. Nosotrosseríamos los primeros en anunciarcolisiones de alta energía yrepartiríamos por el mundo imágenescon nuestro logo bien visible.

Después de las intervenciones delaño pasado la máquina ha vuelto afuncionar correctamente, y por ahoratodo marcha según lo planeado, pero elmomento de la verdad todavía no hallegado. Esta mañana realizaremos lasprimeras colisiones a 7 TeV, la energíaprevista para el LHC durante 2010. Lohemos controlado todo hasta lasaciedad. Hemos realizado simulacionesy pruebas de cada procedimiento yestamos listos para afrontar cualquier

inconveniente. En la sala de controlestán los mayores expertos de cadadetector y los mejores programadores desoftware; son un grupo de chicos ychicas jovencísimos procedentes de loscinco continentes, que me rodean seriosmientras ultiman los preparativos.

Entonces sucede lo imprevisto: elLHC no acaba de arrancar. Lo intentauna vez y pierde el haz. Lo intenta unasegunda vez y ocurre exactamente lomismo. La noche anterior, todoshabíamos visto cómo los del LHCrealizaban su prueba sin problemas.Habían llevado a cabo algunascolisiones para cerciorarse de que todoestaba bajo control y todo había ido

sobre ruedas; lo habían conseguido envarias ocasiones. Habíamos acordadono mencionar las pruebas nocturnas,porque oficialmente las colisiones solopodían realizarse durante la mañana. Alos periodistas se les había informadode que todo empezaría a las nueve; elCERN quería volver a arrancar el LHCante sus ojos para despejar cualquiersombra de duda causada por elaccidente de 2008, pero parece queahora el LHC no tiene intención deobedecer a los comandos de losoperadores. Es mediodía, y después detres horas de tentativas sigue sin haberresultados. En la sala de control cundeel nerviosismo. Algunos periodistas ya

están redactando notas de esta guisa:«Tenía que ser un gran día para el LHC,en cambio, el acelerador, que ya sufrióuna gran avería en 2008, se niega afuncionar a 7 TeV…». Puedo ver elmiedo en los ojos de los chicos que merodean; es entonces cuando hago algoinusual, para aliviar la tensión. Mientrasel LHC se prepara de nuevo paraintentar una colisión, me acerco almonitor que muestra el estado de loshaces y apoyo las manos en él, como sirealizara un conjuro; luego exclamo envoz alta, en italiano: «¡Ya está bien!Pongamos en marcha el p…acelerador». Acto seguido miscompatriotas prorrumpen en carcajadas;

los demás tardan apenas unos segundosmás, lo justo para que circule latraducción de lo que acaba de decir elportavoz y, sobre todo, para que alguienexplique qué está haciendo con lasmanos apoyadas en el monitor. Alguienme fotografía en esa posición con elmóvil y la foto circula por ahí con eltitular «El mágico toque de Guido».Para desconcierto de todos, mientrasmantengo las manos sobre el monitor,este intento da resultado: las primerascolisiones a 7 TeV ocurren ante nuestrosojos y somos los primeros en difundirpor el mundo nuestras maravillosasimágenes.

La sala de control estalla en gritos

de júbilo y entusiasmo; luego todos merodean y el fotógrafo del CERN captauna imagen de un grupo de muchachosentusiasmados, con los ojos brillantes,que elevan sus manos al cielo, y en elcentro un señor con traje y corbata,bastante mayor que ellos; la foto dará lavuelta al mundo y será uno de misrecuerdos más preciados.

LA VIDA DE PORTAVOZ

Dos meses después del accidente de2008 había tomado posesión del cargola nueva administración del CERN. Latradición dicta que los cargos vayan

rotando; así, después de un inglés, unitaliano y un francés, le había llegado elturno a un alemán. El Consejo delCERN, que representa a veinte estadosmiembros de la organización, escogió aRolf Heuer. Sí, el mismo, el físicoalemán que nos hizo de referee en losalbores del CMS. Como director deinvestigación, Rolf escogió a SergioBertolucci, un físico italiano que duranteaños había sido director del laboratorioINFN de Frascati y al que conozcodesde mi época en el instituto en LaSpezia. Al cabo de un tiempo nuestroscaminos se separaron pero siemprehemos mantenido una complicidadnatural, entre nosotros sobran las

palabras. En ocasiones basta una miradapara que nos entendamos; es lo mismoque les sucede a los viejos marineroscuando se encuentran casualmente alcabo de los años, son capaces deretomar el hilo de la conversacióndonde lo dejaron la última vez.

Antes de tomar posesión del cargo,Rolf y Sergio se habían visto con eldesastre del LHC entre las manos. Esdifícil imaginar un inicio mástraumático. Les tocó reparar los daños yencontrar soluciones para volver aarrancar la enorme máquina, cuidándosede no correr riesgos innecesarios. LynEvans también había completado sumandato y necesitaba encontrar a alguien

que levantara de nuevo el LHC. SteveMyers fue el elegido.

Steve es un irlandés que pasó suinfancia en Belfast durante los años másduros de la guerra civil. No le teme anada. Todo el mundo recuerda unenfrentamiento que tuvo con CarloRubbia, cuando este ya era nobel ydirector del CERN. Durante unadiscusión, Carlo amenazó condespedirlo; se acercó gritando e inclinóel corpachón hacia el lugar donde estabasentado Steve, que es un hombreenclenque y de baja estatura. EntoncesSteve, impávido, se irguió ante un Carlofurioso y le clavó una mirada que noauguraba nada bueno. Milagrosamente,

Rubbia se tranquilizó. Pocas personasen el mundo —y menos en nuestroambiente— habrían sobrevivido a esteenfrentamiento, pero Steve es unapersona muy especial. Era el hombreidóneo para volver a arrancar cuandotodo parecía perdido; necesitábamos suincuestionable determinación paradevolverle el coraje a un equipodecepcionado y asustado, arreglar lamáquina y arrancar. Y Steve loconsiguió.

Durante meses, cientos de ingenierosy técnicos trabajaron a destajo paraarreglar el desastre del viernes negrodel LHC. Se sustituyeron 53 dipolos, seinstalaron cientos de válvulas de

seguridad nuevas y se efectuaron milesde mediciones de las interconexionesentre imanes. El gasto general ascendíaa más de 25 millones de francos, perono fue en vano. El 21 de noviembre de2009 el LHC estuvo operativo de nuevoy rápidamente volvieron a circular loshaces sin problemas. Dos días despuéstuvieron lugar las primeras colisiones a 900 GeV, y al cabo de una semana secolisionaron protones a 2,36 TeV en elcentro de masa. Por fin, el LHC era elacelerador más potente del mundo.

El golpe de 2008 fue tremendoincluso para nosotros, los del CMS y elATLAS. Pasamos meses dificilísimos;parecía que la desilusión y el desaliento

iban a poder con nosotros. Luegosobrevino una sensación de orgullolúcida y racional, pero, igual quesucedía durante los años de lospioneros, aderezada con una pizca delocura. Si uno se fijaba en la mirada delos que se arremangaban lo percibíaclaramente: «Lo probaremos igualmente.Hemos superado muchas adversidadesantes de poder construir estas joyas dela tecnología, y no vamos a detenernosahora». La cosa se ponía seria.

Ahora Fabiola y yo estábamos acargo de los experimentos. En 2009habíamos sido seleccionados medianteel particular mecanismo que caracterizaa nuestras organizaciones. Los

portavoces mantienen su cargo duranteun número determinado de años; en elCMS el periodo es fijo: dos años. En elATLAS existe la posibilidad de serreelegido y mantener el puesto durantecuatro años. En la votación participanlos representantes de todos loslaboratorios y las cerca de 150universidades que forman parte delexperimento, no sin antes mantenerdiscusiones que implican a miles demiembros de los equipos decolaboración. Durante su mandato, elportavoz carga con la responsabilidadde las decisiones y es el representantedel experimento frente a la comunidadcientífica internacional. Su cometido

principal es el de conseguir los mejoresresultados. Para ello debe ser capaz deorganizar el trabajo de la forma máseficiente posible: el funcionamiento delos detectores y la recolección de datos,el software de reconstrucción y lacomputación, el análisis de resultados yla publicación de artículos. Tiene unfuerte poder ejecutivo puesto que es élquien decide las prioridades, dice dóndeconcentrar los recursos y nombra a laspersonas encargadas de dirigir cadaactividad, pero su función no puedeequipararse a la de un consejerodelegado de una empresa, o a unresponsable político, porque no tienepoder alguno sobre los investigadores a

los que coordina. Los equipos decolaboración están formados porhombres y mujeres libres cuyas carrerasy sueldos no dependen de este proyecto.

El ATLAS y el CMS soncolaboraciones gigantescas: cada unacuenta con más de tres mil miembrosdistribuidos en cuarenta países. ¿Cómoes posible dirigir a tanta gente sin poderdar una de cal y otra de arena, sin laposibilidad de aumentar el sueldo oponer sanciones? Nuestra organizaciónhace que los profesionales de ladecisión se estremezcan porque pareceuna utopía en marcha, una anarquíaorganizada.

Quien se embarca en aventuras que

bordean lo imposible lo hace porquetiene un espíritu rebelde. Uno no escogela física fundamental porque le gusta daro recibir órdenes, sino porque lo guíauna pasión ardiente; acepta el desafío ysacrifica sus fines de semana y susnoches con tal de comprender si elbosón de Higgs existe realmente o sivivimos en un mundo de másdimensiones. Es fácil dirigir unacomunidad de gente tan motivada y bienseleccionada. El papel del portavoz separece al del director de una granorquesta. En nuestro campo, los músicosconocen al dedillo las partituras y a suvez muchos sabrían dirigir. La orquestaescoge a uno para que suba al podio

durante un par de temporadas. Losdemás conocen su estilo y su forma deinterpretar la música y aceptan que losdirija; él tiene que mantener sucompetencia y rigor en cada ejecución, yganarse la estima de los demás. No sepuede guiar una organización como elCMS sobre la base de un principio deautoridad. El proceso científico requiereque las ideas circulen y perviva unacrítica feroz; además, se nutre de gentelibre propensa a cultivar puntos de vistaoriginales e ideas innovadoras.

La vida del portavoz no es enabsoluto monótona. Un cincuenta porciento de su trabajo es de lo másrutinario: reuniones ejecutivas, informes

financieros y administrativos, relacionescon las agencias de investigación,etcétera, pero también hay una gran partede trabajo interesante: discusiones sobrela estrategia a seguir, aprobación orechazo de los resultados de losanálisis, nuevos instrumentos de análisiso nuevas ideas que perseguir. Luegoestán las crisis y las emergencias.

Los detectores son maravillas de latecnología pero son aparatos sumamentecomplejos; cualquier nadería puedecomportar daños irreparables. Enocasiones recibes llamadas a las dos dela madrugada porque en el P5 uno de losimanes está goteando; así, tanto elportavoz como el coordinador técnico

tienen que acudir con otros miembrosdel equipo. Tras ponerse los cascos hayque bajar a la caverna y averiguar quéestá pasando; así descubres que uno delos ochocientos estúpidos conectores delos tubos de refrigeración de uno de lostantos sistemas ha empezado a perder.Entonces hay que adentrarse en losrecovecos del detector para acceder auna válvula y cerrar el circuito quepierde mientras se intenta dominar elmiedo. ¿Quién puede asegurarnos que elescape de agua no haya dañadoirremediablemente la cámara demuones? ¿Y qué pasará con esa marañade cables que nos hemos encontradototalmente empapada? Las próximas

semanas se dedicarán a reparar losdaños y averiguar qué ha podido causarla avería. Se llevan a cabo infinidad depruebas para acabar descubriendo quehay una parte del conector que con eltiempo se corroe y cede; entonces seaboga por no correr riesgos y sustituirtodos los conectores. Se realiza un plande trabajo, se buscan nuevos conectores,más robustos, y se cambian lasprioridades, pues la sustitución noscostará 800 000 francos, que habíamospensado invertir en otras cosas.

Otra posible emergencia surgecuando un técnico nos informa de que harealizado una maniobra equivocada conel puente grúa y teme haber dañado el

tubo de vacío. Ha ocurrido mientrasvolvía a colocar en su posición elcalorímetro de ángulo pequeño; pareceapenas un juguete si se compara con elcuerpo del CMS, pero es un objeto de20 toneladas. El juguetito ha acariciadola cámara de vacío del LHC, el objetomás frágil de todo el aparato, undelicado tubo de aluminio y berilio quecontiene el ultra-alto vacío. La másmínima hendidura podría hacerloimplosionar, lo cual sería un desastrepara nosotros y para el acelerador;comportaría daños irreparables en elCMS y meses de retraso para el LHC.Al final, después de semanas decontroles, podemos respirar aliviados.

De este modo, se demuestra una vez másla eficacia del inusual procedimientoque introdujimos desde la fase deconstrucción: quien avise enseguida deun error que haya cometido no serácastigado sino premiado. Puede parecerextraño, pero es de lo más lógico. Todoscometemos errores, siempre. Y si estoserrores no salen a la luz por miedo a unposible castigo podrían convertirse enauténticas bombas de relojeríaescondidas en un aparato tan complejo.Es mucho mejor afrontarlosabiertamente y buscar rápidamente unasolución, elogiando a quien avisa yasume la responsabilidad de su error.

SARKOZY, EL TOUR DE FRANCIA Y LA«IDEA LOCA»

En marzo de 2010 el LHC empieza aproducir colisiones a 7 TeV, y de repentecunde el entusiasmo. Llevamos tantotiempo esperando datos que noshabíamos olvidado de la embriaguez quegenera ser los primeros en observar unmundo completamente nuevo donde lassorpresas pueden estar a la vuelta de laesquina. Para los más veteranos, que hanasistido a todas las fases de laconstrucción y están completamenteinvolucrados en el proyecto, han pasado

años desde la última vez que realizaronanálisis. Para los jóvenes, en cambio, esuna experiencia totalmente nueva: seabalanzan sobre los datos recogidos conla voracidad de un banco de pirañas delrío Amazonas. Los datos se analizan y sedigieren, para luego darles la vuelta alcabo de pocos días como si fuerancalcetines. Es todo un espectáculoasistir a las presentaciones que loschicos hacen de los resultados: en pocassemanas se redescubren todas laspartículas del Modelo Estándar.

Esta actividad es fundamental en labúsqueda de nueva física. Nadie creerájamás que hemos descubierto a SUSY oel bosón de Higgs si antes no

demostramos que somos capaces deredescubrir todas las demás partículasconocidas; hacerlo bien y deprisasignifica, por otro lado, contar con unasólida ventaja; en primer lugar porquehay que calibrar atentamente los nuevosdetectores. Retomando la analogía de lamúsica: hay que interpretar toda lamúsica conocida para estar seguros deque tenemos bien afinados losinstrumentos. Solo después de haberrealizado esta operación podremosinterpretar una partitura completamentenueva.

Es oportuno recordar que losprocesos del Modelo Estándar son los«arbustos» detrás de los que se

esconden los nuevos «animales» quebuscamos. Cada nueva partícula queaparezca en nuestros datos se presentarámediante señales que podríanconfundirse con otras, muy similares,producidas por procesos que yaconocemos. Hay que estudiarlas conmucha precisión y cuantificarlas conrigor, para estar seguros de captarcualquier producción anómala, cualquierexceso de eventos que pudiera serdecisivo. Nos acogemos al dicho que elviejo poeta persa le expuso a su jovenaprendiz: «Si quieres ser poeta, primerotendrás que aprender de memoria todaslas poesías escritas hasta hoy… y luegodeberás olvidarlas todas».

El acontecimiento más importantedel año es la Conferencia de Física deAltas Energías, que este año tendrá lugaren París. Cientos de físicos procedentesde todos los rincones del planeta sereunirán y esperarán nuestros resultados;son los primeros del LHC, y Fabiola yyo tenemos que presentarlos.

Es el 26 de julio de 2010 y Parísresplandece de luces y colores. Ayeracabó el Tour de Francia y encontré unmomento para desconectarme delordenador, acercarme a la abarrotadaorilla del Sena y ver a Contador y losdemás corriendo hacia los CamposElíseos. Cuando empieza la conferenciaa primera vista resulta impresionante.

Estoy acostumbrado a hablar delante decientos de personas, pero la gran saladel Palacio de Congresos de la PorteMaillot, con sus 1750 asientosocupados, me infunde cierto respeto.

La conferencia se abre con unaintervención inusual. El primero enhablar será Nicolas Sarkozy, elpresidente de la República. Poco antesdel inicio de la conferencia nospresentan; intercambiamos algunasformalidades, pero yo me fijo más en sulenguaje corporal. Me sorprende ver aun hombre inseguro que enmascara supropia fragilidad tras uncomportamiento altivo y unos modalesarrogantes. No me cae simpático, pero

el discurso que pronuncia essignificativo. Habla sobre el papel de lainvestigación en Europa y dice cosasque me gustaría oír en boca de todos losgobiernos: que reducir las inversionesen investigación en momentos de crisises una locura y que Europa tiene queconservar, e incluso incrementar, suliderazgo en la física de altas energías.

Cuando nos toca hablar a Fabiola y amí se hace el silencio en la sala. Losresultados que presentamos sonimpresionantes. El LHC lleva pocosmeses en marcha, pero ambosexperimentos han demostrado poseertodos los ingredientes decisivos.Proyectamos gráficos y mediciones

sobre W y Z, enseñamos los primeroscandidatos top, discutimos los primerosresultados de nuestras investigacionessobre nuevos fenómenos en 7 TeV. Nadieduda de que el ATLAS y el CMS estánbien preparados. Cuando bajo de latarima, después de responder a laspreguntas, me siento satisfecho: lohemos conseguido. Tanto Fabiola comoyo hemos superado el examen y sabemosque hemos dado en el blanco, peronuestro buen humor dura poco.

Cuando les toca el turno a loscolegas del Tevatrón me doy cuenta delo que está pasando; no hay razones paraestar contento. Durante el último año elacelerador americano ha funcionado a la

perfección aumentando sistemáticamentesu eficiencia y luminosidad. Además,los experimentos han intensificado susesfuerzos en la búsqueda del Higgs. Hanconseguido analizar nuevas formas dedesintegración muy prometedoras ycombinan de forma sistemática susresultados. En resumen: han conseguidograndes avances y si no hacemos algopronto nos dejarán atrás.

Durante la pausa para el café, lagente se reúne fuera de la sala. Rolf,Sergio, Steve, Fabiola y yo estamos depie, apartados de la gente que se apiñaalrededor de las mesas del bufé. No noshace falta decir nada; el mensaje nos hallegado fuerte y claro a todos. Hay que

cambiar la estrategia. El riesgo de que,después de todos nuestros esfuerzos, losdel Tevatrón se apropien deldescubrimiento delante de nuestrasnarices es demasiado grande. Nosmiramos a los ojos preguntándonos quépodemos hacer, y la conclusión esunánime. Ante todo, hay que ampliar elperiodo de recolección de datos; dejarlas reparaciones para 2013 y recogerdatos durante todo 2012; intentaraumentar la luminosidad y quizá tambiénla energía, registrar más de 5 fb−1

(femtobarns inversos, una unidad demedida que indica la cantidad total dedatos recogidos) y dejarse de historias;el Tevatrón no podrá seguirnos el ritmo.

Si el Higgs existe, esté donde esté,tenemos que encontrarlo nosotros oborrarlo definitivamente del horizonte.Nos despedimos con la intención deverificar si realmente la situación tienearreglo. Nos damos unos meses demargen para analizar todos los detalles:Steve se encargará del aceleradormientras Fabiola y yo produciremossimulaciones para los experimentos yRolf sonderá la opinión del Consejo.Nadie dirá nada hasta que hayamosrealizado las verificaciones oportunas.No han pasado ni diez minutos y lahistoria del LHC, quizá de la física dealtas energías, ha dado un cambiodefinitivo.

ORGANIZAR EL CAMBIO DE ESTRATEGIA

El verano de 2010 me lo pasédiscutiendo con mis colegas másagresivos y más de fiar. La primerapersona con quien hablo es VivekSharma. Vivek nació en un remotodistrito de Bihar, en el nordeste de India,y como muchos otros alumnos brillantesviajó a Estados Unidos para doctorarse;y allí se quedó. Ahora es un jovenprofesor en San Diego. Hace unos meseslo puse a dirigir el grupo de análisis delHiggs. En comparación con los demás esun grupo reducido: únicamente está

formado por veintisiete físicos, muchosmenos de los centenares que constituyenlos grupos que buscan la supersimetría oque se ocupan de los top. Esta diferenciarefleja la convicción general de que alrecolectar datos a 7 TeV lasinvestigaciones sobre el Higgs noproducirán resultados; más valecentrarse en otros objetivos másprometedores.

Vivek es amigo mío desde la épocadel LEP. Nos conocimos cuando aún eraun estudiante en Wisconsin y trabajamosjuntos en la alineación del minidetectorde trazas de silicio que habíamosconstruido los de Pisa. Bastan pocaspalabras para que Vivek se dé cuenta de

la gravedad del asunto. No hay tiempoque perder, debemos obtener resultadosantes de que llegue el otoño. Esnecesario organizar inmediatamente unset de simulación para verificar si escierto aquello que intuitivamente nosparece muy razonable: que con 5 fb−1

podemos lograrlo, pero antes habrá quediseñar una estrategia completamentenueva. Hasta el momento todos nuestrosanálisis se basan en la hipótesis de quetenemos a disposición cientos de fb−1

recolectados a 14 TeV. Con estascondiciones descubrir el Higgs habríasido un juego de niños. Todos nuestrosestudios decían que lo único que habíaque hacer era concentrar nuestros

esfuerzos en una única forma dedesintegración por cada región de masay descubriríamos el Higgs.

Con el LHC a 14 TeV habría sidocomo estar en un hotel de 5 estrellas,donde pides lo que quieres y te traen eldesayuno a la cama. Pero nuestrossueños de grandeza se esfumaron tras elincidente de 2008; nos despertamos enun refugio de montaña donde paracalentarte tienes que apañártelas y si notienes nada para comer ni leña queecharle al fuego castañeas los dientes ypasas hambre.

Con 7 TeV y 5 fb−1 todo es másdifícil. Ninguno de los canales dedesintegración del Higgs podrá

suministrarnos por sí solo señales lobastante concluyentes; no nos queda otrocamino que combinar el máximo númeroposible de canales de desintegración.Pero para ello hay que poner a trabajar acientos de personas; y no solo en laregión de masa más baja, entre 115 y 150 GeV, es decir, la zona de mayorprobabilidad de acuerdo con lo quesabemos gracias a las medicionesprecisas del Modelo Estándar. En esazona tendremos que llevar a cabo unesfuerzo sobrehumano si queremosalbergar alguna esperanza. Deberemosvolver a empezar en todos los aspectos,mejorando los análisis para hacerlostodavía más precisos; tendremos que

inventar nuevas técnicas de selección deseñales de interés y echar por tierratodos los estudios hechos hasta elmomento; después, volver a empezarcon análisis más detallados ycalibraciones más precisas.

Mientras se llevan a cabo lassimulaciones que se utilizarán paraoficializar el cambio de estrategia,durante el verano se emprende unaverdadera campaña de debate paraorganizar el esfuerzo. Hay queconvencer a cientos de personas de quecambien por enésima vez sus planes y selancen a una empresa que puede parecerdesesperada; para tener algunaposibilidad de éxito tienen que

concentrarse las mejores fuerzas de losequipos que colaboran, las mejoresuniversidades, los jóvenes másbrillantes.

Invierto varias semanas en reunirmecon docenas de grupos. Todavíarecuerdo lo difícil que me resultóconvencer a mis colegas profesores quedirigían los grupos de investigación.Desaprobaban la idea porque no queríancambiar fórmulas que ya estaban enmarcha y estudios en los cuales sehabían invertido años de preparación.Pero cuanto más repito que será unatarea difícil, más insisto en la necesidadde crear nuevos métodos de análisis; ysiento que los ojos de los jóvenes que

participan en la reunión se iluminan deuna forma extraña. De este modoconseguimos reclutar las mejores mentesentre los miles de jóvenes queparticipan en el proyecto.

Al cabo de pocos meses docenas degrupos y cientos de jóvenes brillantes seunen al esfuerzo. Cuando, durante elverano de 2011, un año después de lareunión en París, hagamos un censo delas fuerzas, veremos que el grupo delHiggs del CMS ha superado losquinientos individuos. Cientos de chicosy chicas se habrán puesto a estudiarinnovadores métodos para dar caza alfatídico bosón. Si hoy el mundo enterocelebra este éxito de la ciencia el mérito

es en gran parte suyo, de todos y cadauno de estos chicos que han sabidoaceptar el desafío con el entusiasmo y lapasión que solo los jóvenes poseencuando se les encargan grandesresponsabilidades y se confía en ellos.

DUROS INTERCAMBIOS DE GOLPES CONATLAS

En cuanto empezamos con lasmediciones a 7 TeV, el CMS demuestraser más rápido que el ATLAS enproducir resultados. Es algo queteníamos previsto: nuestro experimentoes más simple de calibrar y alinear. Por

otro lado, el campo magnético fuerte y lacombinación de detectores de trazas conlos de muones permiten mayoresprestaciones. En pocos meses, el CMSpublica un gran número de artículos.Cuando se miden los mecanismos deproducción y desintegración de losobjetos más compactos, como el quarktop, y se presentan los estudios sobrefenómenos rarísimos como laproducción de parejas de W, todo elmundo advierte que estamos preparadospara la gran cacería. También el ATLASobtiene buenos resultados, pero cojea;siempre va unas semanas por detrás, aveces incluso un mes, y los artículos quepublican son menos completos e

innovadores que los del CMS. Lacompetición se pone cada vez más dura.

La elección de mantener dosexperimentos independientes en el LHCes una estrategia del CERN. Imita unatécnica que lleva adoptándose desde lostiempos del UA1 y el UA2. La mismafórmula ha sido aplicada en el Tevatrón,donde compiten/colaboran losexperimentos CDF y D0. La búsquedadel bosón de Higgs o de señales denueva física es una operaciónsumamente complicada. Se buscanpequeñas e insólitas señales, a menudoocultas bajo fenómenos idénticos a losque se intenta estudiar. Los experimentosmodernos se construyen con tecnologías

muy complicadas que esconden sutilezasy posibles disfunciones por doquier. Elsoftware que se utiliza para identificarlos hechos interesantes, reconstruirlos yestudiarlos al detalle está formado pormillones de líneas de código. En estatesitura, cualquiera puede cometer unerror o subestimar una determinadacausa de errores sistemáticos. El miedoes nuestro compañero de viaje más fiel.El hecho de pasar por alto algún detallees nuestra pesadilla más recurrente, obien creer que hemos realizado un grandescubrimiento para luego darnos cuentade que se trataba de un error banal. Enese caso nuestra credibilidad, el bienmás preciado, aquello que más

queremos, quedaría arruinada parasiempre.

Por ello, en las grandescolaboraciones como el CMS siemprehay mecanismos de control yverificación activados para protegernos,cuando menos, de los errores másgraves. Pero somos conscientes de queno siempre funciona a la perfección. Deahí que la coexistencia de dosexperimentos constituya una especie decinturón de seguridad, tanto paranosotros como para los resultados quequeremos alcanzar. Dos grupos deinvestigadores independientes, queutilizan tecnologías diferentes yprogramas de software incompatibles

entre sí, buscan las mismas señales; siuno de los dos hace algúndescubrimiento el otro podráverificarlo. Solo cuando ambos gruposlleguen a resultados similares se podráestar razonablemente seguro de laveracidad de los mismos.

De forma inevitable este mecanismocomporta una feroz competencia; encualquier momento, los colegas del otroexperimento podrían anunciar algoimportante. Esta situación crea un climade tensión continua en equipos decolaboradores formados por científicosque llevan toda la vida soñando con serlos primeros en ver un nuevo estado dela materia. La competencia asegura que

no se dejará nada por intentar, seexplorarán todas las vías y se buscaránnuevas ideas para llegar a la meta.

Pero pese a ser feroz, estacompetición asume formas peculiares,incomprensibles para quien se dedica adesarrollar un nuevo microprocesador oun nuevo fármaco, es decir,investigaciones que tienen un fuerteimpacto económico; en estos camposrige una gran prudencia entre los gruposque compiten, ni siquiera los grupos quetrabajan para la misma empresaintercambian ideas.

Entre nosotros es diferente. Lastecnologías que utilizan ambos gruposson bien conocidas y todo se publica; lo

mismo vale para el software. No haysecretos, ni se ocultan informacionesque podrían dañar a otrascolaboraciones. Si un experimento seavería y no puede recoger datos duranteunas semanas, el otro procura esperar aque solucione sus problemas. A pesar dela feroz competencia, el intercambio defavores es continuo. Ambos gruposquieren llegar primeros a la meta, peroninguno de los dos aceptaría hacerlo deforma deshonesta.

Por este motivo es natural que entreFabiola y yo exista un duro intercambiode golpes, debido a la competenciacientífica, y por otro lado podamosmantener una relación de sincera

amistad. A menudo organizamos cenasen las que participan Luciana, mi mujer,y algunos amigos comunes. Y hablamosde cualquier cosa. Ella se interesa pormi hija Giulia, que baila en la Ópera deZúrich, una de las pasiones de juventudde Fabiola; yo le recomiendo quedescanse más, porque tiene los ojoscansados de quien no duerme bien. Nohace falta decir que la búsqueda delHiggs nunca es objeto de discusionesprivadas entre nosotros. Los dosexperimentos han demostradopúblicamente cuál es su objetivo, loscanales que se han propuesto analizar ylas técnicas que utilizarán. La carrera haempezado: que gane el mejor.

El CMS se anotará el primer tanto ennuestro intercambio de golpes. Justodespués de la conferencia de París seme informa de que uno de nuestrosgrupos de análisis ha encontrado algoinesperado. Son los primeros días deagosto y el asunto parece interesante. Notiene nada que ver con el bosón deHiggs, ni con la nueva física, pero es unefecto muy intrigante. En nuestrascolisiones entre protones ha aparecidoun fenómeno tenue, que hasta elmomento solo se había visto en lascolisiones entre iones pesados. Todoslos años se dedica a estos estudios unmes de recolección de datos del LHC,que normalmente suele ser el periodo

previo al cierre del acelerador durantelas navidades.

Cuando los iones de plomo chocan aelevada energía, la materia nuclearparece fundirse para producir unaespecie de fluido perfecto de quarks ygluones. Sus propiedades se estudian aldetalle, porque se cree que toda lamateria de nuestro universo pasó por eseestado durante los instantes quesiguieron al Big Bang. Las colisionesson espectaculares: cientos de trazas yliberaciones de energía que sedistribuyen de un modo muycaracterístico. Tanto el ATLAS como elCMS toman datos y son capaces deefectuar medidas interesantes, pero en

este caso será el experimento ALICE elque jugará un papel determinante,porque es un aparato especializado eneste tipo de investigaciones.

El fenómeno observado por el CMSes interesante porque nadie esperaba veralgo parecido en las colisiones entreprotones. Se ha registrado una extrañadistribución de los cientos de partículasque emergen de una colisión y todoparece indicar que el efecto nace de laformación de minúsculas gotas de estefluido mágico de quarks y gluones. Laocasión puede sernos útil para controlarnuestros procedimientos internos decontrol.

Cuando, al cabo de semanas de

acaloradas discusiones, se confirma elresultado, no nos queda otra queexponerlo al juicio de la comunidadcientífica ajena al CMS presentando losdatos en un seminario en el CERN ypublicando un artículo al respecto. Ni elATLAS ni el ALICE han logradoproducir resultados similares, así queesta vez el CMS presenta la nuevaobservación solo.

Es el 22 de septiembre de 2010 ytodo el mundo habla de la noticia comodel primer descubrimiento de unfenómeno nuevo en el LHC. El resultadodel CMS llama la atención y generaaprobación; de repente, al patito feo leha salido un hermoso plumaje. Algunos

miembros del ATLAS tragan quina yaumenta el malhumor en el experimento.Muchos atacan a Fabiola, la acusan deser demasiado tímida, demasiadobondadosa, como para mantener a raya alos del CMS.

Pero la reacción del ATLAS no sehace esperar; y nos golpea justo en elmomento más inesperado. Pocos díasdespués de que terminemos de recogerdatos con los protones y empecemos ahacerlo con los iones de plomo, elATLAS se presenta con un resultadoasombroso: se han registrado eventostan desequilibrados que parecen violarel principio de conservación de laenergía. En estos eventos,

aparentemente, la energía que se liberapor un lado, en forma de chorro departículas, no se equilibra con unaemisión equivalente de energía en ladirección opuesta. En cierto sentido elfenómeno era de esperar, pero en elLHC se presenta con una claridad sinprecedentes, y ellos son los primeros enadvertirlo. El fluido de quarks y gluoneses capaz de interactuar con tanta fuerzaque puede impedir la formación de unode los dos chorros, produciendo de estemodo eventos energéticamentedesequilibrados. Nosotros observamosel mismo fenómeno, pero esta vez ellosvan por delante y somos nosotros losque cojeamos. No han pasado ni dos

meses y Fabiola ha vuelto a tomar lasriendas de la situación. Al final los dosexperimentos presentan juntos losnuevos resultados, pero todo el mundotiene claro que esta vez han sido elloslos que iban por delante y nosotros losque andábamos a la zaga.

Después del intercambio de golpesse toma la decisión de que es elmomento de definir un protocolo a teneren cuenta en caso de descubrimiento; eldocumento se resume en un brevememorándum firmado por todos: si unode los dos experimentos descubre unfenómeno nuevo, deberá informar aldirector del CERN y comunicar al otrosus resultados preliminares. A partir de

ese momento, el segundo experimentotendrá una o dos semanas para prepararsus propios resultados y publicarlossimultáneamente. En caso contrario, elprimero seguirá adelante solo.

La cosa va en serio.

¡CHOCA ESOS CINCO!

La reunión en Chamonix a principios defebrero es una antigua tradición delCERN que se mantiene desde lostiempos del LEP. En esta reunión anuallos expertos de la máquina y losportavoces de los experimentos sereúnen durante cinco días para definir

detalladamente el programa derecolección de datos para el nuevo año.Estamos en 2011. Fuera del hotel dondedebatimos día y noche turistas yesquiadores se dirigen hacia losteleféricos para descender la laderanorte del Blanco y la del sur delBrevent. Chamonix es la capital delesquí alpino y las pistas son tan bonitascomo arduas. Me encanta esquiar, asíque para mí es un sufrimiento estar allídiscutiendo sobre la emisividad y lacolimación de los haces mientras fuerael sol brilla y la gente corre hacia laspistas con los esquís al hombro. Perohay demasiado en juego; no puedoperder ni un detalle de las discusiones.

La salita del hotel apenas es capazde contener a las cien personas que laabarrotan. Durante toda la semana sediscute hasta qué punto puedeaumentarse la energía e intensidad de lascolisiones. A fin de cuentas, en 2010, elLHC ha funcionado correctamente a 7 TeV, y gente preparada como LynEvans afirma que podríamos llegar a 9 o10 TeV sin problemas. Para nosotros,que queremos descubrir el Higgs, podercontar con colisiones de más energíaequivaldría a tener más posibilidades deéxito. Pero Steve es prudente y no sedeja convencer por la propuesta.Todavía quedan demasiadas incógnitas,demasiados riesgos escondidos en los

pliegues de una tecnología muycompleja. Nadie sabe exactamentecuántas soldaduras defectuosas puedenesconderse entre las 12 000 que hanaguantado las pruebas preliminares. Sihubo errores durante el procedimiento,nadie podía asegurarnos que no serepetiría el accidente de 2008. Y siocurriera otro accidente, aunque nofuera tan grave, no sobreviviríamos a laavalancha de críticas. Corremos elriesgo de que cierren el LHC y nosdespidan a todos. La última palabra deSteve no deja lugar a dudas: nosquedaremos en 7 TeV.

Fabiola y yo nos centramos en laluminosidad. Al final se decide que el

LHC también recogerá datos durante2012 con el objetivo de alcanzar un totalde 5 fb−1, pero el objetivo oficial para2011 sería de solo 1 fb−1. Steve siempreha sido muy prudente; sabeperfectamente que se puede hacer muchomás, pero no lo admitiría ni bajo tortura.La diferencia es enorme, y lo sabe muybien. Todos nuestros estudios indicanque la línea roja tras la cual cabe laposibilidad de descubrir el fantasmalbosón de Higgs se sitúa alrededor deese número mágico. Cuanto antesalcancemos esa estadística de datosmejor, pero Steve no quiere correrriesgos.

Por eso al final de su intervención en

Chamonix lo saludo teatralmente y ledigo en tono de broma: «Está todo bien,Steve, pero ahora ¡choca esos cinco!».La broma se repetirá todas las mañanasde ese año, cuando nos encontremos alas 8.30 en la sala de control paradiscutir sobre los planes de la jornada;es una especie de ritual en el que nosmiramos a los ojos y reímos; ambossabemos qué significa esa mirada:«Dame 5 fb−1 y yo te traeré el bosón deHiggs».

¿FALSA ALARMA O DESCUBRIMIENTODEL SIGLO?

Me basta con empezar a leer los correosde la noche para entender que será undía funesto. Es el 22 de abril de 2011,faltan dos días para Semana Santa y mimujer y yo teníamos previsto irnos a laCosta Azul. Al final pasamos las fiestasnavideñas al pie del cañón; no pudeausentarme ni un día. Los mesessiguientes fueron particularmentearduos: había que preparar el nuevoperiodo de recolección de datos. Lehabía prometido a Luciana que enSemana Santa nos concederíamos tresdías de vacaciones. Había reservadouna habitación en un romántico hotel deSaint Tropez al que podíamos llegar enpocas horas en coche, y las previsiones

meteorológicas eran buenas, pero notardé en darme cuenta de que el enredoque tenemos entre manos iba a echar portierra nuestros planes.

Durante la noche se ha desatado unatormenta en los blogs científicos. Eltitular es de lo más elocuente: «Se diceque el ATLAS ha descubierto el Higgs».En los artículos se habla de undocumento interno donde figuraría unafuerte señal de la desintegración de lapartícula en dos fotones en una masa de 115 GeV; lo mismo que durante losúltimos meses del LEP generó tantosconflictos y esperanzas. Mi bandeja deentrada está repleta de mensajes y losprimeros periodistas ya me piden

comentarios y entrevistas.Mientras llamo al hotel para

cancelar la reserva intento no pensar enla mirada triste de Luciana. En pocosminutos activo el mecanismo dereacción que convertirá las próximassemanas en un infierno.

Lo primero que hago es llamar aFabiola para que me explique qué estápasando. Ella está tan sorprendida comoyo. No es un resultado oficial de lacolaboración; es el trabajo de un grupodel ATLAS que ha actuado por sucuenta, ha creado un documento internoy lo ha hecho circular antes de que severificara y evaluara. Alguien de dentrodel ATLAS ha querido dar la

campanada; es el peor de los escenariosposibles.

La iniciativa la ha tomado un grupode Wisconsin (Estados Unidos) dirigidopor Sau Lan Wu, una antigua conocida.Sau Lan es una científica muy preparada,hábil, agresiva, siempre rodeada dejóvenes muy capacitados —Vivek fuealumno suyo— y cuya capacidad detrabajo es casi ilimitada. Nació en HongKong en una familia muy pobre y desdejoven mostró tal perspicacia que laadmitieron de forma gratuita en elexclusivo Vassar College de NuevaYork, una escuela reservada a las hijasde las familias más acomodadas deEstados Unidos. Allí, entre otras,

conoció a Jacqueline Bouvier, quienacabaría siendo la señora Kennedy.Nada más licenciarse, Sau Lan trabajócon Sam Ting en el grupo que descubrióel quark charm. Quizá por compartir losorígenes chinos o por una naturalafinidad, pronto se convirtió en sualumna; y heredó su eficiencia yagresividad.

Como muchos otros científicos delLEP, Sau Lan Wu también estáconvencida de que tras las tímidasseñales en 115 GeV que se encontraroncon la vieja máquina se esconde elbosón de Higgs. Es posible que suanálisis haya sido condicionado, casiprefabricado ad hoc para extraer una

señal a toda costa. El hecho de que sutrabajo no haya sido verificado porotros grupos es una práctica incorrectaque lo vuelve muy vulnerable; en estecaso, el ATLAS podría fácilmentereducirlo a escombros, pero tambiénpuede ocurrir que sea un análisis válido,científicamente correcto, que se hamantenido oculto sencillamente porqueSau Lan quiere quedarse con toda lagloria del descubrimiento. Es posibleque haya logrado identificar mejorescriterios de selección de la señal. Enese caso, después de varias turbulenciasinternas en los equipos que colaboran, elATLAS no podría hacer otra cosa queadoptarla y hacerla pública. Al fin y al

cabo se trataría del descubrimiento delsiglo. Y nosotros, los del CMS,podríamos tener la ruina a la vuelta dela esquina.

La reacción es inmediata. Seconvoca a una reunión al grupo deinvestigación sobre la desintegracióndel Higgs en dos fotones (el presuntodescubrimiento de Sau Lan). VivekSharma, que tras meses de trabajo en elCERN ha viajado a San Diego paracelebrar el séptimo cumpleaños de suhija Meera, tiene que regresarinmediatamente. Se constituye un grupode expertos para calibrar mejor elcalorímetro; se vuelven a procesar todoslos datos recogidos hasta el momento;

los más jóvenes se encargan dereproducir, en nuestros datos, lasmismas secuencias de selección queparecen haber conducido a la señal en elATLAS; se estimula una constante lluviade ideas.

El 25 de abril Fabiola anunciaoficialmente que las comprobacionesdel ATLAS han dado por falso elresultado que tanto había excitado a losmedios; no hay ninguna señal del Higgsen dos fotones. Me tranquilizo, pero nome calmo del todo; quizá lasdeclaraciones se han hecho para reducirla presión de los medios y podertrabajar con serenidad. Nadie nosgarantiza que la historia no vuelva a

repetirse al cabo de una semana. Solocuando hayamos acabado nuestrascomprobaciones podremos estartranquilos; y todavía nos falta algúntiempo.

Al final llegamos a la mismaconclusión: no hay nada a 115 GeV, y elsuceso, bautizado como Easter bump, esarchivado. A pesar de que todo esteasunto nos ha atacado los nerviosdurante semanas, su resultado ha sidopositivo para el CMS. El grupo de ladesintegración del Higgs en dos fotonesse ha convertido en uno de los másfuertes y compactos. Asustados por eltemor a perder la competición contra elATLAS, el esfuerzo de aquellas pocas

semanas ha superado el de meses detrabajo; se han puesto en marcha nuevasideas y se han desarrollado nuevosinstrumentos; y sobre todo se ha creadoun espíritu de grupo que será decisivopoco tiempo después, cuando sedescubran de verdad las primerasseñales.

Cuando Sau Lan, inesperadamente,viene a verme por la tarde a midespacho, situado en el quinto piso deledificio 40, me sorprende oírladisculparse por todo lo ocurrido. SauLan, que como muchos otros chinos tieneuna expresión impenetrable que no dejatraslucir ninguna emoción, está llorando.No consigo hacerme el duro. Soy

consciente de que ha cometido un graveerror. Ha violado, quizáinvoluntariamente, quizá por ambición,una de las reglas más importantes. Séque pagará un alto precio por esto: elaislamiento en la comunidad delATLAS. Si ella hubiera sido del CMSyo no habría tenido piedad, pero ahoraestá aquí, y no para de llorar. Nadie laha obligado a venir. Ha sentido lanecesidad de disculparse por todos lossacrificios que hemos hecho por suculpa. Me limito a decirle que son cosasque pasan y que lo importante ahora esmirar hacia delante e intentar descubrirde una vez la maldita partícula.

Al cabo de pocas semanas del

Easter bump vuelven a saltar lasalarmas. Esta vez se trata de nuestrosdatos, pero no tiene nada que ver con elHiggs. El acelerador trabaja al máximorendimiento y Steve está haciendo ungran trabajo; cada semana recogemosmás datos que durante todo 2010. A estepaso alcanzaremos el primer fb−1 enjunio. Y es entonces cuando empiezan aaparecer regularmente eventosespectaculares.

Son eventos muy limpios, en cuyascolisiones se producen solo doselectrones o dos muones con grandesángulos de emisión; son los típicoseventos de alta energía transversal yentran en la producción prevista del

LHC; lo que no se preveía era que sereagruparan en una región de masaparticular formando un exceso, unaespecie de pico en la distribución. Y esoes exactamente lo que está ocurriendo.Alrededor de 950 GeV, en una zonadonde no se espera ver nada especial,acaban de aparecer primero dos,después tres y finalmente cuatro eventos;allí reunidos parecen decir: «¿A quéesperáis? ¿No veis que estamos aquí?».

Inmediatamente informo a losmiembros de todos los equipos.Tenemos un sistema que utiliza el códigoestándar de los tres colores para estoscasos, es decir, cuando se piensa quepodemos estar cerca de un

descubrimiento. Activo el protocolo decódigo naranja para indicar que hay unaposible señal de física nueva. Sesometerá a un control exhaustivo porquepodría tratarse de una falsa alarma, perotambién podría conducir a un códigorojo, es decir, un nuevo descubrimiento.El protocolo permite movilizar a todoslos equipos para controlar los eventos;se procede a realizar una serie infinitade verificaciones y de búsqueda deseñales similares que podríanpresentarse también en análisisanálogos; así pues, estamos de nuevo enuna fase apasionante y frenética.

Los eventos parecen idénticos a losque buscamos desde hace años. Es una

de las formas de desintegración clásicasprevistas por las parejassupercompactas de Z: partículas muyparecidas a Z pero diez veces máspesadas y que se contemplan en algunosmodelos de extradimensiones. Se llamanZ’ y su descubrimiento supondría unpunto de inflexión en la física. Latensión está por las nubes. Mientras nosocupamos de seguir recolectando datosy registrar diariamente la aparición deeventos similares, los mayores expertosen electrones y muones controlan lacalidad de los detalles. Se estápreparando una nueva alineación parallevar al límite la resolución de lamedida del impulso de los muones. Se

buscan señales parecidas en otrasdesintegraciones y otras parejascompactas de las partículas conocidas,como un W’ o un top’. La naturalezapodría reservarnos la sorpresa dedescubrir alrededor de 1 TeV unasegunda familia de partículas, parecidasa los W, Z y top, que en el ModeloEstándar se distribuyen alrededor de los100 GeV. Otros grupos de investigaciónse ponen manos a la obra y compruebande nuevo todos nuestros análisisutilizando diferentes métodos deselección de señales.

Se pone a prueba nuestra sangre fría.Cuando todas las comprobacionesparecen indicar que los eventos son

correctos y la señal se refuerza,preparamos el borrador de un artículo yavisamos de forma extraoficial aldirector de la investigación. Hablo conSergio y le digo que se prepare;esperaremos una semana más. Si lascosas siguen así, tendré que convocaruna reunión con Rolf y Fabiola paraactivar el protocolo de descubrimiento.En todos los equipos cunde elentusiasmo. Incluso los más prudentesparecen convencidos. Los jóvenes estándesatados y han encontrado un nombrepara la nueva partícula; la han bautizadoGuido’.

Me siento en el ojo del huracán: porun lado, tengo que prepararme para

defender un resultado apabullante cuyaveracidad indicaría de forma inequívocaque vivimos en un universo de másdimensiones. Uno de esosdescubrimientos que cambiaría parasiempre nuestra visión del mundo.Llevamos años soñando con esto. Porotro lado, tengo miedo; no sería laprimera vez que se anuncian resultadosincreíbles que luego resultan ser merasfluctuaciones estadísticas. Podría ser eltriunfo o el desastre del CMS.

Luego, de repente, dejan de aparecereventos interesantes. Pasa una semana, yotra, y otra, y parecen haberdesaparecido por completo. Alprincipio pensamos que algo ha dejado

de funcionar en nuestro circuito detrigger y hemos dejado de registrarlos,pero conforme pasa el tiempo nosresignamos. La señal pierdesignificatividad estadística, cada vez esmás débil. Me encargo de suspender laalerta naranja y aviso a Sergio de quetodo ha vuelto a la normalidad. Cuandotermine la recolección de datos, comorecuerdo de la gran aventura de Z’ noquedará más que una pequeñafluctuación residual en 950 GeV.Tendremos que esperar para saber si lasdimensiones de nuestro universo no soncuatro sino seis, o diez, o para producirun cambio secular en nuestra visión delmundo, pero hemos mantenido la sangre

fría, no nos hemos dejado llevar por elentusiasmo. Estoy muy orgulloso decómo se ha portado el CMS.

6.UN CUMPLEAÑOS ESPECIAL

UN REGALO PRECIOSO

Ginebra, 8 de noviembrede 2011

Han pasado pocas semanas desde queacabó el run, el periodo en que lamáquina «corre», o sea, funciona, y lagente del acelerador ha dejado a todo elmundo boquiabierto. Físicos eingenieros han llevado a cabo un arduo

trabajo con la puesta a punto del LHC, ylo han hecho tan bien que durante lasúltimas semanas han realizado unnúmero de colisiones superior al detodo 2010. El LHC ha funcionado comoun reloj suizo desde el verano.

El trabajo de los encargados de lamáquina ha sido fantástico durante todo2011. Ahora, en cada paquete, circulanunos 150 millardos de protones; no espoca cosa, porque con intensidades tanelevadas el más mínimo accidente puederesultar catastrófico para el acelerador.

Por esta razón los controles son másexhaustivos que nunca. Los protocolosde protección se afinan diariamente.Incluso la indicación más insignificante

de una posible anomalía en eldiagnóstico se estudia detalladamente.Han hecho falta semanas, o mejor dichomeses, de trabajo continuo, minucioso,metódico, a base de pequeñas mejorascotidianas, prudentes intentos de elevarla luminosidad poco a poco, pero alfinal lo hemos logrado.

Me he pasado todo un añopidiéndole a Steve Myers 5 fb−1,mientras él se limitaba a guardarsilencio; al final, de forma discreta ypaulatina, ha acabado por darnos 6. Esel objetivo con el que todos soñábamosy, de hecho, algunos eventosespectaculares empiezan a aparecer pornuestros datos; son los mismos que

llevamos esperando mucho tiempo, y sepresentan en la región de baja masa, lamás difícil de explorar, pero también lamás interesante. Los chicos que seocupan de los análisis llevan mesesafinando los instrumentos, mejorando suresolución, aumentando la eficacia yayudando a comprender mejor losmecanismos que contribuyen al ruido defondo. Por fin recogemos los frutos deun esfuerzo extraordinario. Conozco atodos y cada uno de estos jóvenesentusiastas que dirigen los grupos deanálisis y no se detienen ante nada; entreellos me siento a gusto y los veo casitodos los días.

El 8 de noviembre es mi

cumpleaños. Ese día se celebra una delas muchas reuniones de los grupos detrabajo del Higgs y se presentan losúltimos resultados; es entonces cuandoaparece un pico en 125 GeV. No es nadadel otro mundo, pero es significativo.Solo, un exceso de eventos como este noquerría decir nada, pero se encuentraexactamente en el mismo lugar donde secondensa un pequeño grupo de eventosrealmente raros registrado por otrogrupo de análisis.

Es él.Lo presiento. Estoy seguro. Hay

quien todavía no lo comprende. Supongoque es lo mismo que sentían nuestrosantepasados cazadores y recolectores.

Alguien intuye que tras ese matojo seesconde la presa. No se mueve nada, nose oye nada, no hay huellas, pero lanzadecidido su flecha y sabe que dará en elblanco.

Ahora sé que fui el primero en saberque el bosón de Higgs existía realmente,y cuando pienso en ello siento un vértigoque me hace sentir ligero. Llevábamosaños buscándolo y muchos dudaban desu existencia, pero al final estaba justoahí, en el lugar más obvio. Estabaescondido y pensaba que no daríamoscon él cuando… ¡paf!

Dentro de unos meses todo el mundoestará al corriente y la ciencia celebraráotro éxito. Hoy estoy con los jóvenes

que por primera vez aislaron lasseñales; juntos debatimos, reímos ybromeamos. Nadie habla dedescubrimiento ni menciona el Higgs,pero nuestros ojos tienen un brilloespecial. Nadie se lo toma demasiado enserio, pero sabemos que hemos«disparado bien la flecha» y no hacefalta más para que nos sintamos felices yentusiastas. Es el regalo de cumpleañosmás bonito que podían darme.

CURSO ACELERADO PARA CAZADORESDE BOSONES

Para comprender mejor el trabajo que ha

conducido a uno de los descubrimientosmás importantes de las últimas décadases necesario ponerse en la piel de uncazador, sostener sus armas y entendersus técnicas.

La cacería al bosón de Higgs nopuede hacerse a ciegas. El retrato robotde la partícula más buscada del ModeloEstándar es muy minucioso. Se conocenal detalle sus características y losprocesos que la generan. Somos capacesde prever cuántos bosones puedenaparecer en las colisiones del LHC y enqué partículas puede desintegrarse. Nonos asusta la búsqueda de eventosinsólitos; estamos acostumbrados abuscar una aguja en un pajar. Es más,

para ser precisos, a veces buscamosagujas en millones de pajares. Lo difíciles que el retrato robot cambiaradicalmente dependiendo de la masa,que no conocemos a priori; ello implicaque la búsqueda se lleve a caboutilizando cientos de retratos robotsdiferentes, cada uno de los cualescorresponde a una hipótesis particularde masa. Por ello no tiene quesorprender que para cubrir todas lasposibilidades se necesiten decenas degrupos y cientos de físicos.

En primer lugar hay que tener encuenta todas las formas de producciónde la partícula. La más corriente en elLHC es la fusión de dos gluones —

portadores de la interacción fuerte—que al hurtarse frontalmente se aniquilany pueden producir un bosón de Higgssolitario. Para no omitir ningunaposibilidad se prueban también otrosmecanismos, que a pesar de ser menosfrecuentes dejan huellas muycaracterísticas. Uno de los másinteresantes es la producción del bosónde Higgs mediante una pareja de W o unZ, o la producción de un Higgs mediantela aniquilación de parejas de W o Z.

En segundo lugar hay que tener encuenta las diversas formas dedesintegración. En toda la región demasa que exploramos, desde los 115 GeV a los 1000 GeV, el bosón de

Higgs puede desintegrarse en parejas deW y parejas de Z. Estos dos canales dedesintegración —así es como losllamamos— están presentes en todas lasinvestigaciones. Por encima de 350 GeVcabe la posibilidad de que ladesintegración sea en parejas de top,pero es un proceso sumamente insólito ydifícil de detectar. En cambio, pordebajo de 160 GeV, también se puedeutilizar la inusual desintegración en dosfotones o en parejas de fermiones:leptones tau y chorros de quarks «b»(también conocido como «quark bottom»o «quark beauty»).

Para cada una de estas partículas hayque tener en cuenta una notable variedad

de canales secundarios. Por ejemplo,para estudiar el Higgs que se desintegraen una pareja de Z se pueden obtenermuchas combinaciones, dependiendo delmodo de desintegración de dos Z.Recordemos que no solo el Higgs sinotambién W y Z son partículas inestablesque se desintegran inmediatamente enotras partículas. Así, primero seestudian los casos en que uno de los Zpuede desintegrarse en dos muones,luego se buscan las desintegraciones delsegundo en dos electrones o en dosleptones tau, o en dos neutrinos o en doschorros de quarks, etcétera. Luegotenemos el caso en que el primero sedesintegra en dos electrones y el

segundo en dos muones, luego en doselectrones, etcétera. Para llegar al Higgsde esta forma, como si se tratara de unamuñeca rusa, hay que detectar losproductos de la desintegración de losproductos de su desintegración.

Una vez se ha escogido un canalpara una determinada región de masa, sebuscan señales compatibles con lapresencia del bosón. La búsqueda partede la hipótesis de que el bosón de Higgsno existe e intenta demostrar suinexistencia; si en una determinadaregión no se consigue tenemos un primerindicio de su existencia en dicha región.El número de eventos que tienencaracterísticas compatibles con la señal

buscada se compara con el número deeventos que tendrían que apreciarse si elbosón de Higgs existiese y tuvieraprecisamente esa masa; y así, punto porpunto, canal tras canal, se explora todala región.

Todas las simulaciones efectuadasantes de recoger los 5 fb−1 nos decíanque, con estos datos, tendríamos lasensibilidad suficiente como para ver oexcluir el bosón de Higgs desde 115 acientos de GeV. Como se ha dichoanteriormente, la región que existe entre115 y 150 GeV es mucho máscomplicada. Si el bosón de Higgs seesconde allí, en el mejor de los casosdetectaríamos tímidas señales que

podrían confundirse perfectamente conel ruido de fondo. En esta regióntendremos que concentrar todas nuestrasfuerzas, tratando de mejorarcontinuamente los análisis para explorartodos los canales de desintegraciónaccesibles.

Allí los canales más importantes sonlos llamados «bosónicos», es decir,aquellos donde el Higgs se desintegra enuna pareja de fotones, W o Z. En el casode una pareja de W la identificación esrelativamente simple porque se puedeobservar en el detector la presencia deelectrones y muones de alta energíagenerados por la desintegración de losW. El problema es que hay muchos más

procesos que no tienen nada que ver conel bosón de Higgs y que a su vezproducen parejas de leptones de altaenergía y esconden la señal; distinguir laseñal del Higgs de la producción normalde parejas de W es una dura tarea.Además, en este canal, la resolución enmasa es muy débil. Durante ladesintegración en leptones de los Waparecen neutrinos, invisibles para losdetectores, que se pierden llevándoseuna parte de la energía del proceso, locual implica que el valor de la masaoriginaria de la partícula solo puedecalcularse de forma indirecta yaproximada. En resumen, ladesintegración en parejas de W puede

sugerirnos que está ocurriendo algo,pero no nos suministra pruebasdefinitivas del Higgs.

Para estar seguros de que lo hemosencontrado necesitamos que aparezcanseñales en los dos canales bosónicos dealta resolución: la desintegración en dosfotones y en parejas de Z. Son loscanales capaces de identificar lapresencia del bosón gracias a laaparición de picos en la distribución demasa, excesos de eventos concentradosen regiones bien definidas.

La desintegración del Higgs enfotones produce eventos espectaculares.Los dos fotones de alta energía, emitidosen direcciones opuestas en el plano

perpendicular a la línea de los haces,son fáciles de detectar; y la resolucióndel calorímetro del CMS es tan precisaque su energía puede medirse sinproblemas. Si provienen del Higgspermiten determinar la masa de lapartícula con una precisión del 1-2%, ytodas las señales se acumulan formandoun minúsculo pico de eventos.

Desgraciadamente, también en estecaso hay fenómenos que produceneventos idénticos a los que buscamos yocultan la señal. Los eventos queconstituyen el ruido de fondo son muchomás numerosos que los que genera elbosón de Higgs, pero la distribución enmasa es muy diferente. No forman picos

pero se distribuyen por doquier deforma regular y su número disminuyerápidamente al aumentar la masa. Buscarel Higgs implica saber medir con talprecisión dicha distribución de fondoque seamos capaces de identificarcualquier «joroba» producida por elpico que estamos buscando.

También la desintegración del Higgsen parejas de Z produce eventospreciosos. En este caso aparecenúnicamente cuatro leptones en los datosque registramos. Cada Z se desintegra enuna pareja de electrones o de muones, locual permite obtener trescombinaciones: cuatro electrones, cuatromuones o dos electrones y dos muones.

La resolución con que se midenelectrones y muones en el CMS esespectacular. En estos eventos no hayneutrinos y toda la energía sereconstruye con una precisión del 1-2%.En otras palabras, se puede reconstruirla masa del Higgs de la que provienenlos cuatro leptones con una precisiónextrema, y también en este caso lapresencia del bosón se manifiesta comoun pico en la distribución de masa.Diversamente a lo que ocurre en ladesintegración en dos fotones, ahora elruido de fondo es mucho más bajo; loseventos del Modelo Estándar queproducen cuatro leptones por debajo de 150 GeV son muy inusuales; por

desgracia, también lo son los eventosdebidos al Higgs. En toda la estadísticarecogida en 2011 no esperamos más dedos o tres; hay que cuidarse de noperderse ninguno, porque cualquierevento podría marcar la diferencia.

Los canales fermiónicos, es decir,aquellos donde el Higgs se desintegra endos chorros de quarks «b» o en dosleptones tau, son mucho máscomplicados que los demás. El númerode casos en que esto ocurre es elevado,pero las desintegraciones del Higgsresultan casi idénticas a un gran númerode eventos normales que contaminan laseñal y confunden. Son desintegracionesque se han de estudiar y serán muy

importantes si, una vez descubierto elHiggs, queremos establecer si existenanomalías, más concretamente si elemparejamiento con fermiones esexactamente el que prevé el ModeloEstándar.

He aquí la estrategia que adoptamospara el descubrimiento: en la región demasa alta los datos serían suficientespara producir una señal bien visible sicombinamos todos los canales dedesintegración en parejas de W y Z. Sien cambio el bosón de Higgs sepresentara en la región más difícil, pordebajo de 150 GeV, tendríamos lasprimeras señales de su presencia cuandoregistráramos un exceso de eventos en el

canal de desintegración en parejas de W;y en el canal en dos fotones y el canal endos Z aparecerían simultáneamente dospicos bien definidos y en la mismamasa.

En caso de que veamos aparecer unaseñal será necesario verificar si suintensidad y su composición en lasvarias formas de desintegración soncompatibles con los previstos para elbosón de Higgs en la misma masa.Luego se deberá tener en cuenta laestadística, porque cada nuevaestructura que observamos podría seruna simple fluctuación de los fenómenosque constituyen el ruido de fondo que yaconocemos. No estaremos seguros de si

está ocurriendo algo nuevo hasta que laseñal sea tan fuerte que la probabilidadde que se deba a una simple fluctuaciónestadística se reduzca a menos de unaentre un millón; hasta entonces tenemosque ser prudentes.

MÁS DUCHAS DE AGUA FRÍA

En junio de 2011, el LHC ha producidomás de 1 fb−1 de datos. El objetivo de unaño de trabajo ha sido alcanzado en solotres meses. La estadística nos permiteestudiar los canales más interesantes, yconforme se acumulan los datos resultamás improbable que el Higgs se esconda

en la región de masa más elevada. Entre150 y 450 GeV hemos alcanzado unasensibilidad suficiente como paradetectar o negar su presencia, pero aniveles altos de masa no hay excesossignificativos. Todo lo que se observapuede explicarse con los procesosconocidos del Modelo Estándar: sepuede empezar a descartar la presenciadel Higgs entre 150 GeV y 200 GeV yentre 300 y 450 GeV. Entre 200 y 300 GeV, por debajo de 150 y porencima de 500 todavía no podemos estarseguros porque no tenemos lasensibilidad suficiente para emitir unjuicio inequívoco. Necesitamos másdatos.

A pesar de ello, por debajo de 150 GeV parece que está ocurriendoalgo interesante. Hay un exceso deeventos en el canal de desintegración endos W que suscita sorpresa e interés. Elhecho de que no aparezca nada en loscanales de desintegración en dos fotoneso en cuatro leptones generaescepticismo, pero todavía no puededecirse gran cosa porque la estadísticade los datos no es suficiente.

Después de llevar a cabo controlesexhaustivos presentamos los primerosresultados en el congreso de la SociedadEuropea de Física que se celebra enGrenoble. El exceso que hemosregistrado no es significativo y está

dominado por el canal de desintegraciónde menor resolución; con todo, generacierta excitación, porque también elATLAS ha detectado algo parecido.

Los resultados del ATLAS, igual quelos del CMS, descartan que el Higgspueda tener una masa elevada, entre 150y 200, y entre 300 y 450 GeV. Ellostambién han registrado un exceso en elcanal en dos W y en la misma región demasa baja, a pesar de que los resultadosson diferentes entre sí. El interés de lacomunidad científica es tan alto, y laatención de los medios tan enorme, quese propaga la sensación de que está apunto de descubrirse algo, y en losequipos que colaboran se respira un

clima de gran optimismo. Pero laexpectación carece por completo defundamento, y nos esforzamos enexplicarlo, tanto a los miembros de losequipos como a los periodistas. Esdemasiado pronto, todavía no contamoscon la sensibilidad requerida, debemosesperar a tener 5 fb−1 para poder afirmaralgo relevante en la región baja de lamasa. Podrá hablarse de señalesprometedoras del Higgs cuandoaparezca algo en los canales de altaresolución. Pero nuestros esfuerzos sonen vano. Los periódicos publicantitulares como «¡Higgs: casi lotenemos!» o «Un intrigante exceso deeventos en 140 GeV podría esconder el

buscado bosón».Lo único positivo de todo este

alboroto es que ha quedado patente quelos experimentos del LHC estántomando el liderazgo en la cacería delHiggs. Los científicos del Tevatrónsienten nuestro aliento en la nuca. Losdatos que presentan en Grenoble, un añodespués del boom de París, ya no sontan impresionantes. Todos sabemos quesi el LHC continúa funcionando comohasta ahora, les será imposible seguir elritmo.

Pocas semanas después de que laexcitación reinara en Grenoble, todo sedesvaneció en cuestión de segundos. ElATLAS fue el primero en descubrir un

pequeño error en sus análisis; las prisaspor producir resultados parapresentarlos en la conferencia habíanprovocado que se subestimara una de lasfuentes de ruido de fondo. Se volvierona hacer las cuentas y el exceso que habíaatraído tanta atención resultó ser muchomenos evidente. Luego sucedió que, alanalizar nuevos datos, todo volvió a lanormalidad. De hecho, el LHC nointerrumpe su actividad y durante lassemanas que siguieron el exceso a 140 GeV se debilitó hasta desaparecercasi del todo en ambos experimentos.

Cuando nos reunimos en agosto en laConferencia Lepton Photon de Bombaybajo la lluvia torrencial del monzón

indio, los dos experimentos no puedensino mostrar melancólicamente que elexceso detectado en masa baja, que tantohabía impresionado a todo el mundo unmes antes, no solo no se habíafortalecido sino que había perdidoimportancia. La depresión del monzónborra cualquier rastro posible deexcitación; nos encontramos en lamontaña rusa de las emociones, pero yaestamos acostumbrados.

Como suele ocurrir cuando se pasadel entusiasmo a la desilusión, elpesimismo se impuso; nos preparamospara lo peor: en el LHC no hay nada, elbosón de Higgs no existe. Muchos estánconvencidos de que nuestro proyecto

será un intento fallido más; se sumará ala lista de experimentos quepretendieron generosamente tocar elcielo pero fracasaron. De nada sirveconsolarse diciendo: «De todos modos,descartar el bosón de Higgs sería ungran descubrimiento científico». Escierto que en el campo de la física losresultados negativos también son muyimportantes porque demuestran que unadeterminada teoría no es correcta. Noencontrar una partícula prevista nosignifica haber fracasado; al contrario,implica nuevos vínculos entre todos losmodelos conocidos, produce un avancedel conocimiento, nos empuja a centrarnuestra atención en teorías que no han

sido desmentidas o a construir algunascompletamente nuevas.

Sea como fuere, todos sabemos quelas repercusiones para el LHC podríanser gravísimas. De hecho, el Consejodel CERN no tarda en ordenar que ungrupo reducido prepare un documentodonde se explique la importanciacientífica de descartar la existencia delbosón de Higgs. El 16 de septiembre sepresenta un primer borrador, con unextraño título: «El significado científicode la posible exclusión del bosón deHiggs en la región de masa comprendidaentre los 114 GeV y los 600 GeV y lamejor forma de comunicarlo».Concretamente, esta última frase nos

dejó perplejos a muchos. Evidentementese teme que haya repercusionespolíticas, que alguna nación sedesmarque de los ambiciosos planes defuturo del acelerador; o, en el peor delos casos, que alguno de los veintepaíses miembros reduzca su aportaciónfinanciera anual al CERN, arrastrandoen cadena a los demás. Pero más allá delas declaraciones de cara a la galería,durante los años de crisis económica yrecortes que asedian a todas lasadministraciones, muchos gobiernos yparte de la opinión pública europea noven con buenos ojos la financiaciónanual al CERN, una cifra fija en francos.

Tampoco hay que subestimar las

consecuencias psicológicas en unacomunidad estresada por años deesfuerzos, que ha soportado una serieinfinita de duchas de agua fría. Todossabemos que el documento del Consejoes científicamente correcto, pero nadienos convencerá de que se siente lamisma satisfacción al descubrir unnuevo estado de la materia que aldescartar su existencia.

¡Y, PARA COLMO, LOS NEUTRINOS!

Por poco me ahogo. Me he atragantadocon un trozo del bocadillo que me estoycomiendo a toda prisa. Estoy con Sergio

en la sexta planta del edificio central delCERN, justo encima de la direccióngeneral, a la puerta de la sala donde nosreunimos con los comités científicos yfinancieros más importantes. Estamoshaciendo una pausa para comer algo ytomar un café. En breve volveremos aentrar y seguiremos con la reunión quenos tendrá ocupados todo el día. Sergioy yo nos hemos apartado: «Está a puntode destaparse una bomba. Todavía faltahacer algunas comprobaciones peroparece que el OPERA, el experimentodirigido por Antonio Ereditato, hadetectado neutrinos más rápidos que lavelocidad de la luz. Llevan mesesverificando una y otra vez los análisis y

el efecto se mantiene. Dentro de poco loanunciarán oficialmente. ¡Abróchate elcinturón!».

OPERA es un experimento del GranSasso, en Italia, un importantelaboratorio subterráneo situado en unacaverna bajo la montaña, a más desetecientos kilómetros de distancia delCERN. El objetivo del experimento esrecoger pruebas de la transformación deneutrinos-mu en neutrinos-tau. La«pasión» de los neutrinos por eltransformismo ya ha sido detectada porotros componentes de la familia, peronadie ha sido capaz de registrar elproceso que el OPERA quería estudiar.Se produce un haz de alta intensidad de

neutrinos-mu en el CERN y se envía alsubsuelo para cruzar la corteza terrestrehasta llegar al Gran Sasso. Losneutrinos, partículas extremamenteligeras sin carga fuerte yelectromagnética, pueden atravesarmiles de kilómetros de roca. OPERAregistra las raras interacciones que estaspartículas tienen con su aparato y entreestas busca los insólitos casos en que elneutrino que ha salido desde el CERNsiendo un neutrino-mu llegatransformado en neutrino-tau.

En 2010 el OPERA consiguiódetectar un primer evento detransformación y continúa recogiendodatos para registrar otros.

Indirectamente se mide también eltiempo que tardan estas partículas enllegar al Gran Sasso; gracias a ello losfísicos han podido detectar una anomalíaasombrosa: una anticipación de 60millardésimos de segundo respecto a loprevisto. Una nimiedad que, si seconfirmara, nos llevaría a admitir quelos neutrinos, aunque solo sea endeterminadas condiciones, pueden viajara una velocidad mayor que la de la luz.Es un dato asombroso y del todoinesperado.

Mi primera reacción fue de fastidio.¡Justo ahora! ¡Lo que nos faltaba! Unanueva tempestad mediáticadesencadenándose sobre nosotros en el

periodo que más tranquilos yconcentrados teníamos que estar. En vezde dedicar todas las energías en analizara fondo los nuevos datos que estáproporcionando el LHC perderemos eltiempo respondiendo a los periodistas,hablando con las cadenas de televisión,informando de los detalles de estasmediciones para asegurarnos de que noincurrimos en inexactitudes.

Luego siento miedo. Estamos en elpeor de los escenarios posibles. Algome dice que la medición no es correcta,y no soy el único que cree que hay algúnerror. Gran parte de la comunidadcientífica se muestra escéptica; y no soloporque predomina una confianza acrítica

en la relatividad especial; tarde otemprano los científicos tienen queadmitir que llegará un experimento queeche por tierra incluso aquellas pocascertezas que consideramosinquebrantables.

La razón del escepticismo radica enel hecho de que la velocidad de losneutrinos ha sido medida numerosasveces, y siempre ha sido compatible conla velocidad de la luz, incluso engrandes distancias. Cuando en 1987explotó la supernova, variosexperimentos midieron la llegada de losneutrinos que había expulsado la estrellaagonizante, y nadie registró ningunaanomalía. Es cierto que en este caso la

energía es diferente pero hay que tenermucha imaginación para pensar que losneutrinos emitidos por las estrellas sonmás lentos que los que producen loshaces del CERN. Además, si fueracierto, repercutiría fuertemente en otrasmagnitudes que han sido medidas conmucha precisión sin presentaranomalías.

El miedo que siento lo provoca elterrible escenario que de pronto sepresenta ante mí. Hoy todos celebramosel increíble resultado y durante unosmeses el CERN es aclamado: he aquí ellaboratorio más importante del mundo,donde se realizan descubrimientoscapitales que ponen en duda incluso las

formulaciones de Einstein. Más tarde,quizá al cabo de unos meses,descubrimos que había algún error, ytoda la atención y la gloria se conviertenen pérdida de credibilidad y descréditoglobal. En esa tesitura aparecemos loschicos estupendos del LHC, yanunciamos: «Pues nosotros hemosdescubierto el bosón de Higgs». Puedoimaginarme las sonoras pedorretas queseguirían a estas declaraciones. ¿Quiénnos mandaba meternos en este fregado?¿Qué gana el CERN asociando suactividad y prestigio a los resultados deEreditato? Por otro lado, ¡OPERA no esni siquiera uno de sus experimentos!

Sea como fuere, las cartas están

boca arriba. Ereditato ha presentado susresultados en el auditorio central, sedehistórica donde se han anunciadograndes descubrimientos, y tal y como seesperaba la noticia ha llamado laatención de todo el mundo: cientos deartículos, decenas de entrevistas,páginas web desbocadas. Incluso yo,que nada tengo que ver, recibo llamadasy correos felicitándome por el nuevo yrevelador resultado del CERN. Y tengoque morderme la lengua para no decir loque realmente pienso. Cuando hagocomentarios oficiales tengo queesforzarme por mantener la calma:«Medición interesante pero… serequieren muchas comprobaciones antes

de… otros experimentos tendrán queconfirmar… bla, bla, bla».

La sorpresa crece cuando sedescubre que dentro de la colaboracióndel OPERA hay una grieta vertical tanprofunda que muchos no firman siquierael artículo redactado para lapublicación. Es la prueba de que algo noha funcionado como debía en losmecanismos internos del experimento.

Como ya hemos visto, cuando en lasgrandes colaboraciones se registra unresultado inesperado, se activanprotocolos de comprobación y control,tanto más profundos cuanto másrelevante sea el impacto científico delpresunto descubrimiento. Una de las

principales responsabilidades delportavoz consiste en organizar esteproceso de validación y asegurarse deque no se descuida ni un detalle. Porejemplo, si no tuviéramos mecanismosde control internos, en el CMSdescubriríamos a diario señales deextradimensiones y partículassupersimétricas. En aparatos de estacomplejidad cualquier nimiedad puedeproducir señales parecidas a las querevolucionarían nuestra concepción deluniverso: un detector que no haya sidocalibrado perfectamente, un circuitodefectuoso, cualquier interferenciaelectromagnética, ruido de fondo,cualquier error en alguna de las muchas

líneas de código del software…etcétera.

Es una cuestión de entropía. Hay mily una formas de hacer un vino de malacalidad, y solo una, con diminutasvariantes, de producir un buenSassicaia. Lo mismo ocurre con losresultados en física. No existe una recetamágica que te proteja al cien por cien,pero si descuidas alguno de losprotocolos de control más importantesporque tienes prisa o te atraen las lucesde los focos el resultado puede sercatastrófico. Por ello son tan necesariosel autocontrol y la frialdad. Y, ante todo,es necesario involucrar en estasdecisiones a todos los físicos del

experimento; hay que llamar a miles deexpertos entusiastas e inteligentes parabuscar los posibles puntos débiles deuna medición.

La primera medida de protección esactuar con la máxima transparenciadentro del experimento. Todo el mundoha de tener acceso a la totalidad de lainformación; todos deben sentir quetienen el derecho y el deber de criticarferozmente los resultados obtenidos porun grupo de análisis; todos deben teneracceso a cada detalle de los estudiosque se están llevando a cabo, así comoser capaces de reproducirlos. Si elresultado obtenido tiene un impactoimportante, es obligatorio pedirle a

grupos independientes que intentenrepetirlo utilizando métodos y softwarecompletamente diferentes. Durante esteproceso es fundamental dejar de lado lasjerarquías y el principio de autoridad;cuántas veces habré visto en el CMS ajóvenes estudiantes que con una simplepregunta hacían tambalear los resultadosde eminentes profesores.

Con todo, hay que aceptar que apesar de los esfuerzos siempre cabe laposibilidad de cometer un error. Haocurrido en todos los experimentos. En1985, el UA1, el experimento deRubbia, anunció el descubrimiento delquark top en 40 GeV. El UA2 no fuecapaz de reproducir el experimento y

pronto se supo que Rubbia se habíaequivocado. En su caso, el PremioNobel que había obtenido poco antes loprotegió de sufrir consecuencias másgraves que una momentánea pérdida decredibilidad. De la falsa alarma del LEPsobre el Higgs a 115 GeV ya se hahablado; y la lista es mucho más larga.

Cuando lideras tus tropas haciaterreno desconocido tienes que contarcon que se pueden cometer errores;tienes que aceptar que de todos losexperimentos que indagan en los límitesde lo imposible, algunos tendrán algúndesliz. La comprobación científica quedesde Galileo exige que los resultadosse confirmen repitiendo el mismo

experimento con las mismascondiciones, y que observadoresindependientes «prueben una y otra vez»hasta llegar a la misma evidencia, hademostrado su eficacia durante losúltimos cuatrocientos años. En el casodel OPERA bastan pocos meses paraque se descubra que dichas condicionesno existen: el resultado no puedereproducirse en otros experimentos;rápidamente se archiva como uno de losmuchos errores que pueden ocurrir. Loinsólito fue lo que ocurrió en el interiorde la organización. Al cabo de untiempo se supo que algunos detalles delas mediciones habían sido ocultadosincluso a miembros del experimento;

que no se había pedido a gruposindependientes que controlaran eintentaran reproducir el resultado conmétodos diferentes; que el mismoportavoz había manifestado urgencia enanunciar los resultados; que los queexpresaban su perplejidad y pedíancomprobaciones habían sido acalladospor la autoridad, motivo por el cual nofirmaron el artículo. Todos estos erroresimpidieron que se descubriera lo quesalió a la luz durante la primavera de2012: que un estúpido cable de fibraóptica estaba mal conectado y la medidaque había generado tanto alboroto eratotalmente incorrecta.

Por lo que al LHC respecta tuvimos

suerte, porque todo esto ocurrió enprimavera, unos meses después de queen diciembre anunciáramos al mundodurante un seminario que teníamos lasprimeras evidencias del bosón. En elmomento en que el OPERA admitía suerror, los del CERN estamos tras lapista del Higgs, pero se ha corrido unriesgo demasiado grande.

Al final toda la responsabilidadcaerá sobre Ereditato; sin lugar a dudasha cometido un error, pero acabapagando un precio superior a suverdadera culpa. Perderá toda confianzay tendrá que dimitir como portavoz,mientras los mismos medios decomunicación que lo habían bautizado

como el nuevo Einstein se mofan de él.En el momento de la caída y lavergüenza todos los que iban en el carrodel que parecía el ganador se fuerondisipando por el camino. El CERN fingeque no ha pasado nada. Un comunicadotajante informa de que el OPERA haencontrado defectos en el aparatoexperimental, lo cual invalida laveracidad de los resultados anunciadospocos meses antes. Al cabo de untiempo, rememorando este periodo,Sergio Bertolucci recurrirá a uno de sustípicos chistes fulminantes: «Sabía quela cosa iba a acabar así. ¿Desde cuando,en Italia, hay algo que llegue antes de lahora prevista?».

Lo más probable es que el azar hayajugado un papel importante en la formacon que explotó la bomba de losneutrinos, pero quizá alguien necesitabaque el CERN produjera resultadosespectaculares. La continua necesidadde ocupar la primera página es una delas consecuencias de la sobreexposiciónmediática en que se encuentra ellaboratorio desde 2008. He pasadomucho tiempo intentando averiguarquién decidió vincular eldescubrimiento del OPERA al CERN,pero todo el mundo le cargaba el muertoal vecino, así que creo que por esta vezmi curiosidad quedará sin satisfacer.

ACABAD CON ESA SEÑAL

Mientras el mundo entero dirige suatención hacia los neutrinos, nosotrosseguimos analizando nuevos datos.Steve continúa aumentando laluminosidad de la máquina y todomarcha a la perfección. Recogemosdatos en abundancia, pero tambiéntenemos algunos problemas, el másdelicado de los cuales es el pile-up.

Para aumentar la luminosidad, Steveha aumentado la densidad de losprotones de cada paquete y mejorado lafocalización de los haces. Todo ello

comporta un fenómeno habitual enmáquinas como el LHC, pero nadiepensó que habría que afrontarlo tanpronto. Básicamente, lo que sucede esque el número de colisiones de cadachoque de haces aumentaconsiderablemente. Rápidamente sepasa de una situación ideal donde decada colisión podemos reconstruir solouna interacción a otro donde la media delas colisiones es de 12, llegando inclusoa extremos de 25. Solo una de lascolisiones es interesante pero cada unaproduce decenas de partículas queaumentan la confusión alrededor delevento que se quiere estudiar.

Los experimentos del LHC se

construyeron previendo esta situación,pero es la primera vez que tenemos queafrontarla y nadie sabe a ciencia ciertasi nuestras medidas de prevenciónfuncionarán. En julio nos pusieron sobreaviso, y la gente empezó a trabajarinmediatamente. Muchos inclusorenunciaron a cogerse una semana devacaciones en agosto para asegurarse deque en septiembre, momento del últimoesfuerzo, todo estuviera a punto. Sedesarrollaron ideas innovadoras queparecían funcionar muy bien sobre elpapel, pero siempre conviene estar listopara intervenir porque nunca se sabecuándo puede torcerse algo. Los eventospodrían ser lo bastante complicados

como para no poder registrarlos sobreun disco. Nuestro infernalsuperprocesador, el circuito de triggerque selecciona y reconstruye únicamentelos eventos prometedores, podríabloquearse al ser incapaz de digerir unflujo de información tan grande.También hay que comprobar que todoslos análisis produzcan resultadosfidedignos en estas nuevas condiciones.Hay que realizar simulacionesdetalladas de todo y producir medianteordenador infinidad de eventos paraestar seguros de que los nuevos métodosfuncionan correctamente.

Por suerte, este crecimiento no llegade improviso, sino de forma gradual, lo

cual implica que disponemos del tiemposuficiente para realizar lascomprobaciones paso a paso, y afinar lapuntería si resulta necesario. Elproblema es que no podemosdespistarnos ni un segundo. Para muchagente son meses de arduo trabajo;buscan a toda costa acortar el tiemponecesario para reconstruir las huellas;intentan reducir la confusión en loscalorímetros y mitigar los efectos del pile-up sobre la selección de electrones,fotones y muones, las partículas másimportantes para reconstruir las señalesdel Higgs.

Paralelamente hay que comprobar lacalidad de los nuevos datos; a menudo,

hay que volver a procesarlo todorápidamente para intentar aprovecharlos últimos progresos en la alineación olas calibraciones. En pocas semanasqueremos analizarlo todo y averiguar siel bosón está o no.

La «orquesta» toca ante un auditoriolleno y el «director» ha de mantener lacalma. La armonía es perfecta, total. Unamirada o un leve movimiento de labatuta son suficientes para que cadasección de la orquesta entre y salga dela melodía a tempo, mientras los solistasalternan su virtuosismo. Nunca en todami vida he visto un grupo vasto yheterogéneo trabajando de una forma tanapasionada e incansable, como si fuera

un único organismo.Los resultados no se hacen esperar.

Los grupos de análisis en primera líneason decisivos en la búsqueda del Higgsen masa baja. En cada uno trabajan uncentenar de físicos divididos a su vez enpequeños grupos.

El grupo que estudia ladesintegración del Higgs en parejas deW ha impulsado la sensibilidad delacelerador. Ya hemos mencionado que laresolución en masa de este análisis nopuede competir con la del Higgs en dosfotones o cuatro leptones; estos últimosgrupos serán decisivos. Pero si noobservamos ningún exceso en ladesintegración en dos W el esfuerzo

podría ser en vano. Trabajando comocondenados, los chicos del W hanconseguido aumentar la sensibilidad deeste canal, que ahora puedeproporcionar información también de loque ocurre más abajo, alrededor de 120 GeV, al abrigo del límite del LEP;esta región, hasta hace poco, seconsideraba imposible de gestionar.Para asegurarnos de que el resultado essólido, hemos organizado varios análisisindependientes. Tres subgrupos muycompetentes colaboran y compiten entreellos, intentando superarse entre sí paraproducir los resultados más sólidos yconvincentes, aquellos que seránpublicados en el artículo de la

colaboración.El grupo que busca el Higgs en

parejas de fotones sabe que está en elpunto de mira, pero también siente laresponsabilidad de producir resultadossólidos. Se enfrenta a dos desafíosimportantes: llevar al máximo lacalibración del calorímetroelectromagnético y conocerperfectamente el fondo. Las señales dedesintegración del Higgs en dos fotonesson espectaculares, pero hay quedistinguir un centenar de eventos delHiggs sepultados bajo decenas de milesde eventos de fondo casi idénticos.También en este caso se formansubgrupos independientes que utilizan

métodos diferentes para identificar lasmismas señales; cada resultado queproduzcan será comprobado evento porevento por otros, hasta que los análisiscoincidan perfectamente. Cualquierpequeña mejora en la resolución esimportante. Un subgrupo estudia aldetalle la respuesta del calorímetro: seobserva con microscopio cada uno delos 75 000 cristales que lo componen; seanaliza la respuesta de cada uno enfunción del punto de impacto de laspartículas, se comprueba su respuesta enfunción del tiempo y se corrigecualquier posible variación de lascondiciones por mínima que sea. Otrosse encargan de aprovechar cualquier

información sobre los dos fotones parareconstruir el punto donde se hanoriginado y comprobar sucompatibilidad con el punto donde haocurrido la colisión. También hay quiense encarga de dividir los eventos enclases diferentes, cada una con un pesodiferente según la pureza de la señal quepuede obtenerse. De esta forma se llevaal límite la sensibilidad, pero todo secomplica cuando llega el momento decombinar los análisis.

Por último, hay un grupo que buscala desintegración del Higgs en cuatroleptones. En este caso, también ha sidonecesario estudiar a fondo electrones ymuones de baja energía y la forma de

identificarlos en un ambiente de pile-upelevado como el de las colisiones de losúltimos meses. Es necesario hacerlo sise quiere buscar el Higgs en una regiónde masa baja, porque sabemos que solopodremos contar con un puñado deeventos limpios. La desintegración delHiggs en dos Z, que a su vez sedesintegran en electrones o muones, esun proceso muy claro porque hay pocofondo, pero los eventos son tan insólitosque no podemos permitirnos perdernosni uno. Alguien ha descubierto que, apartir de las propiedades atribuidas albosón de Higgs, se puede discernirmejor la señal del fondo analizando ladistribución angular de los leptones en

que se desintegra. Como en otrosgrupos, hay análisis independientes quecompiten entre sí para ver quién producemejores resultados.

En todos los grupos hay gente joven—y jovencísima— que quiere usarsistemas de análisis muy innovadores,recién introducidos en física yparticularmente útiles en lo que respectaa la búsqueda de minúsculas señales ensituaciones complicadas. Se llaman«análisis multivariantes» porque utilizanal mismo tiempo todas las posiblesvariantes para seleccionar los eventosinteresantes. Pero en el CMS creemosque es pronto para utilizarlas para elHiggs: son análisis muy complejos y

existe el riesgo de perder el control delo que se está haciendo, pero a la vezson muy importantes porque permitenuna última verificación de lo que estáocurriendo.

A principios de noviembre labúsqueda del Higgs todavía presentaalgunos aspectos confusos. El grupo deparejas de W observa un exceso deeventos que afecta a toda la región pordebajo de los 160 GeV; podría ser elprimer indicio de que algo estáocurriendo en esa zona, pero hemospasado por demasiados altibajos en estecanal como para dejarnos llevar por elentusiasmo. Es más interesante lasituación del Higgs en cuatro leptones.

Por debajo de 130 GeV hay más eventosde los previstos, pero todavía no estámuy claro lo que está ocurriendo.Tenemos dos eventos alrededor de 125 GeV y tres eventos en 119 GeV.¿Qué zona será la correcta? ¿O acaso noson más que fluctuaciones estadísticas,condensaciones provisorias de eventosque se diluirán conforme lleguen nuevosdatos?

Todos los ojos apuntan a ladesintegración del Higgs en dos fotones,pero los grupos todavía no han logradoactualizar todos los datos, porque losestudios tienen que estar sincronizados yse esperan las calibraciones másrecientes. Por esta razón, el 8 de

noviembre, en una de las tantasreuniones del grupo, nadie estáparticularmente tenso. Excepto Vivek yyo, y algún otro participante, la mayoríade los presentes no sabe lo que estáocurriendo en los análisis. Nosotrosparticipamos en todas las reuniones ytenemos información de primera mano;en cambio, la gente que trabaja en ungrupo en concreto está tan absorbida porsu propio trabajo que apenas tienetiempo para hacer otras cosas.

Cuando entre los resultados apareceun pico en 125 GeV, pocos saben lo queestá ocurriendo. En parte porque laposible señal es débil, en parte porquehay otro pico en 145 GeV, lo cual podría

llevarnos a pensar que se trata defluctuaciones estadísticas, pero quienes,como yo, acaban de pasar revista a losotros resultados, en cuanto ven estos lesda un vuelco el corazón. La reuniónsigue como de costumbre, entrepreguntas y aclaraciones. Cuando a lolargo del día me cruzo con los chicosque están en primera línea de ambosanálisis —y que entretanto han tenidotiempo de intercambiarse la información—, no nos hacen falta muchas palabraspara describir la situación.

El nuevo objetivo es claro: tenéisdos semanas para «matar» esa señal.Haced lo que sea necesario para quedesaparezca. Si no lo conseguís, antes

de que acabe el mes hablaré con eldirector general.

Para el CMS son días de frenesí,miedo y ásperos conflictos. En cambio,el resto de la comunidad científica estáde lo más tranquila. Todo el mundocomenta los posibles efectos de algo queya ha quedado patente: el Higgs noexiste.

Una semana después de micumpleaños especial nos reunimos en laSorbona; es uno de los encuentrosperiódicos con físicos teóricos.Nuestros amigos discutenacaloradamente en su defensa de uno uotro modelo de nueva física paraexplicar la ausencia del Higgs. Hay

quien, con un cuestionable sense ofhumour y recordando que Peter tienemás de ochenta años, empieza suconferencia con la figura de una lápidasobre la que se lee en grandes letras:HIGGS, y debajo R. I. P., requiescat inpace. Me mantengo apartado de estasdiscusiones, a las que asisto en silencio,con los ojos fijos en mi portátil, encontacto continuo con el CERN. Unaleve sonrisa me ilumina el rostro.

7.LOS SIETE MESES QUE HAN

CAMBIADO LA FÍSICA

UN ESCALOFRÍO EN LA ESPALDA

CERN, Ginebra, 28 denoviembre de 2011

Hicimos todo lo que pudimos durantesemanas, pero no hubo forma deconseguirlo. Los chicos de los grupos deinvestigación del Higgs se emplearon afondo en refutar los resultados o en

buscar puntos débiles en los análisis.Los físicos más expertos, gente que havisto de todo, intentaron enmendarles laplana a los más jóvenes. Los mayoresexpertos en detectores comprobaron unoa uno todos los eventos, en busca de lamás mínima anomalía. Se formularoncientos de preguntas y para cada una seencontró una respuesta satisfactoria. Nonos quedó otra que rendirnos: la señalhabía llegado para quedarse; llamé aldirector general y concertamos una citapara el 28 de noviembre.

Antes de que me dé tiempo asentarme a la mesa con Sergio yFabiola, Rolf me pide que empiece; estáimpaciente por ver los datos. Está al

corriente de que hemos visto algo,porque ya lo hemos hablado, pero tododepende de los detalles. Abro el portátily empiezo. Hago una lista de todos losmodos de desintegración que hemospodido estudiar. Explico las dificultadesque hemos afrontado al estudiar algunosde ellos, como los fermiónicos, que alprincipio incluso habíamos descartado.Luego muestro la sensibilidad quehemos conseguido alcanzar: el CMS escapaz de aportar informaciónsignificativa en toda la región dondepuede esconderse el Higgs.

Luego me centro en lasinvestigaciones en masa alta. Ahorapodemos afirmarlo con total

tranquilidad: no hay nada que se parezcaal bosón de Higgs en toda la regióncomprendida entre 150 y 600 GeV.

Pero si miramos por debajo de los 150 GeV, vemos que ocurre algo. Nopodemos descartar la existencia delbosón de Higgs por debajo de 128 GeV,porque en esta zona observamos unexceso de eventos dominado por los trescanales de desintegración más sensibles:el Higgs en dos W, en dos fotones y encuatro leptones. Se puede observar unpico de masa en 125 GeV, sumamenteparecido a lo que esperamos ver siapareciera el bosón de Higgs. Su pesoestadístico no es suficiente como parapoder decir que lo hemos descubierto.

Todavía existe una posibilidad sobrecien de que se deba a una fluctuación delfondo —aunque muy por debajo de losestándares habituales— y no podamosasegurar que lo tenemos, pero no hemosconseguido que desapareciera denuestros datos.

Luego le toca a Fabiola. Suexposición es breve, se limita a unaspocas palabras: «Nosotros vemos lomismo». Un escalofrío nos recorre laespalda. No somos capaces de ocultarnuestra emoción mientras nos miramosfijamente a los ojos. Todos somosconscientes de la importancia delmomento. Ahora estamos seguros de quees él. Sabemos que la probabilidad de

que en ambos experimentos hayaaparecido la misma fluctuaciónestadística en el mismo punto y en losmismos canales de alta resolución esrealmente muy baja.

Con todo, no nos dejamos dominarpor la emoción. Si alguien viera desdefuera a esas cuatro personas sentadasalrededor de la mesa en el despacho deRolf, no podría adivinar que tienen entremanos el descubrimiento del siglo.Podría parecer una de las muchasreuniones rutinarias, pero un brillo enlos ojos nos delata.

Ahora nos toca decidir la fecha delseminario donde comunicarabiertamente los resultados. Será el 13

de diciembre, un martes. Habrá quellamar a la prensa y organizarlo todo,evitando triunfalismos y procurandomantener una actitud modesta.Efectivamente, los dos experimentos delLHC ven lo mismo alrededor de 125 GeV, pero no hay que dejarse llevarpor la emoción; en pocos meseshabremos recogido nuevos datos y nohay peligro de que esta señal, tan tímidapor el momento, se nos escape. No valela pena hacer especulaciones.

Enseguida decidimos que nocombinaremos los dos resultados. En2012 los dos experimentos recogeránmás datos de forma independiente y afinales de año se anunciará el

descubrimiento, cuando la señal se hayareforzado lo suficiente en ambos comopara despejar cualquier duda razonable.Esta estrategia nos protegerá de laposibilidad, si bien remota, de que loque hoy vemos sea una fluctuaciónestadística.

Después de años de ferozcompetencia, de pugna por el primerpuesto y de miedo de no conseguirlo,por fin sabemos que el ATLAS y elCMS cruzarán juntos la línea de meta,cogidos de la mano, como doscorredores del mismo equipo.

Son poco más de las 10.30, lareunión ha durado cerca de una hora ymedia y todos tenemos asuntos que

atender. Nos despedimos, pero en cuantosalimos del despacho de Rolf, Fabiola yyo somos incapaces de resistir lacuriosidad que nos invade, pero yapodemos hacerlo: nos hemoscomportado de forma correcta ydisciplinada durante años y ya nocorremos el riesgo de condicionarnos eluno al otro. Nos sentamos a la mesa decristal que hay en el rellano, al lado delascensor, y pasamos el resto de lamañana con los portátiles abiertoshablando de las selecciones que hemosutilizado en cada experimento, losresultados de cada canal, losespectaculares eventos que hemos visto.Nuestros ojos brillan y sonreímos. La

gente que pasa nos mira con aire deextrañeza, como preguntándose: «¿Quéserá tan interesante como para que losdos portavoces del ATLAS y el CMSestén aquí discutiendo? ¿Por qué estántan contentos?». Lo sabrán en pocassemanas.

EN PLENA NOCHE

Dentro de unos días estaremosanunciando lo que hemos visto; lassemanas previas son totalmentefrenéticas. Seguimos realizandocontroles, y dentro de los equipos decolaboración brotan acalorados debates.

No puedo hablar de los resultados delATLAS; hemos decidido quemantendremos cierta discreción sobrelos resultados del otro, mayormenteporque podrían cambiar en cualquiermomento. Si una sola de lascomprobaciones fallara ahora, podríamodificar drásticamente el curso de losacontecimientos.

En el CMS hay mucha genteentusiasmada, sobre todo los jóvenes,por los resultados que estamosobteniendo; también siguen nuestrosanálisis sobre el Higgs los físicos másexpertos. Desde que apareció la primeraseñal he hablado con todos los «padresfundadores» del experimento, desde

Michel Della Negra hasta Jim Virdee,para pedirles consejo y compartir laresponsabilidad del momento. Heobtenido un gran apoyo, mucho estímuloy algunos buenos consejos.

Podrá parecer extraño, pero cuandoel debate se amplió a todos los equiposque colaboran también aparecieronmiedos y fuertes resistencias. La idea depresentar los resultados en público hagenerado un intenso debate. No faltanquienes desconfían de los resultados;algunos incluso se oponen abiertamente.En muchos casos, este escepticismo esuna sana forma de prudencia; las señalestodavía son muy débiles, no está tanclaro que lo tengamos, podría tratarse de

una fluctuación estadística, y yo nopuedo decir que el ATLAS ha observadolo mismo, lo cual haría que todo fueramucho más convincente. Pero tambiénhay colegas que se aferran a viejosprejuicios: «No hay ninguna señal a 125 GeV, no es más que ruido defondo». «El Higgs tiene una masa de 115 GeV, ya lo descubrimos en el LEP;eso es una falsa alarma». Por último, nofaltan las pequeñas envidias, lasmiradas recelosas de personasincapaces de dejar a un lado su ego. Sercientífico no te hace inmune a lasmiserias humanas. Algunos se confiesanabiertamente: «Daría veinte años de mivida por estar en tu lugar ahora mismo».

Conforme se acerca el seminariorecibo a gente en mi despacho que mepide que no sigamos adelante: «Estásexponiendo al CMS a un riesgoenorme». «No hay nada en los datos queindique la presencia del Higgs».«Asumes una gran responsabilidadpresentando esos datos en público comosi fueran las primeras pruebas de undescubrimiento; lo pagarás muy caro».Soy consciente de que si todo salta porlos aires muchos se me echarán al cuelloy tendré que cargar con las culpas yosolo; si, por el contrario, acabamosdescubriendo el Higgs, los mismos quehan acudido a criticarme serán losprimeros en sonreír y posar para la foto.

Son las reglas del juego, y un portavozlas conoce perfectamente.

Cuando queda menos de una semanapara el seminario, una llamada medespierta en plena noche; no es del P5,esta noche el niño duerme tranquilo.Llaman desde Italia, de La Spezia; medicen que mi padre ha sido ingresado deurgencia. «Mi padre está enfermo —ledigo a Luciana, que inmediatamente seincorpora—, tengo que irme». Su únicarespuesta es: «Voy contigo». Me datiempo a tomarme una taza de café fuertey mandarle un correo a Kirsti y Nathalie,mis secretarias. Mi padre está ingresadoen cirugía. Tengo que ir a verlo. Aviso aAustin, Albert y Joe. Albert de Rock y

Joe Incandela son mis dos vicarios;cuando no estoy ellos toman las riendas;por su parte, Austin Ball asume laresponsabilidad técnica del detector.Les pido a todos que no difundan lanoticia para evitarle más incertidumbrea un grupo ya sometido a excesivoestrés.

Meto algunas cosas en una bolsa yparto hacia La Spezia de noche.Tenemos por delante quinientoskilómetros de carretera y no hay tiempoque perder. El BMW 520d devora laautopista que lleva al Monte Blanco ypronto llegamos a la estatal que siguehasta el túnel. Conozco cada curva, cadagiro, la posición de cada radar. Antes de

mudarnos a Ginebra iba y venía desdePisa varias veces al mes; algunas enavión, pero la mayoría en coche, así queconduzco como un piloto automático.Aunque hay tramos en que me olvido dellímite de velocidad.

La conocida vista de las chimeneasde la zona industrial nos avisa de queestamos llegando a nuestro destino. Unpuerto comercial e industrias bordean laencantadora bahía que sedujo a LordByron y que todavía mantiene su belleza.

Llegamos jadeantes al hospital. Mipadre está vivo, aunque en comainducido. Los cirujanos aún no se hanmarchado y son muy amables conmigo.Responden con paciencia a todas mis

preguntas; me dan todos los detalles dela operación. Pero cuando pregunto sisaldrá de esta, su mirada no deja lugar adudas. Mi padre tiene ochenta y seisaños, aunque siempre se ha mantenidoen forma. Siempre ha practicado muchodeporte y, hasta hace pocos días, corríaseis kilómetros cada mañana. Habíaparticipado en muchas maratones yganado varios premios y medallas quelos organizadores reservaban para losatletas más ancianos. Pero el golpe hasido tremendo y los médicos sonpesimistas. Tenemos que prepararnospara lo peor; será cuestión de unos días,quizá una semana.

Me dejan entrar en la sala de

cuidados intensivos y me acerco a lacama. Mi padre, siempre irónico ysonriente, y con quien he hablado porSkype pocas horas antes, se debate entrela vida y la muerte, con la respiraciónasistida y conectado a monitores quecontrolan sus funciones vitales. A él loha destrozado el infarto; a mí, verlo enese estado.

Los médicos dicen que no puede oírnada, que no puede entender lo que ledigo, pero me acerco igualmente, le cojolas manos y le acaricio la frentemientras le cuento lo que ha ocurrido,por qué está ahí y qué han dicho losmédicos de la operación. Le digo que hellegado y que está en buenas manos. Le

hablo del niño que está a punto de nacer,su nuevo nieto, el hijo de Diego, mi hijo,que también es físico y vive en Chicago;le digo que todo va bien, que nacerádentro de unos días. Luego le hablo delo que está ocurriendo en el CERN y delbosón de Higgs. Le doy unos cuantosdetalles y le anuncio el descubrimiento:fuera de la comunidad científica es elprimero en saberlo. Él abre los ojos yme ve. Durante unos minutos podemoscomunicarnos, a pesar de lo que diganlos médicos. ¿Tienes frío? Mueve lacabeza en señal de que no. ¿Mereconoces? Dice que sí, y en sus ojospuedo leer consuelo y ternura. Seguimosigual durante un rato, luego se duerme de

nuevo. Morirá al cabo de unos días, sinque vuelva a repetirse ese pequeñomilagro.

EL GRAN ANUNCIO

Quedan pocos días para el seminario yel ritmo de trabajo del CMS esfrenético; la tensión aumenta día a día.Tengo la sensación de que vivo unapesadilla. Divido mi tiempo entreocuparme de los últimos controles delos datos e intentar convencer de lasolidez de nuestros resultados a losescépticos, que no son pocos. Cada dosdías me escapo a La Spezia de noche,

aunque solo sea durante unas horas, paraestar con mi padre; luego vuelvorápidamente a Ginebra.

Los jóvenes que trabajan en losgrupos de análisis están desbocados.Los animamos a que trabajaran ennuevas ideas y enseguida hemosrecogido los frutos. Algunos handesarrollado el análisis multivariantepara la desintegración del Higgs en dosfotones. No hay tiempo de verificar lavalidez de todo lo que hemos hecho; loque estamos discutiendo no serápresentado en público, pero para mí esmuy importante entender qué estápasando. Este tipo de análisis essumamente sensible, pero el exceso de

eventos que hemos visto podríadesaparecer. En cambio, no solopersiste la señal sino que si utilizamostodas las variables de forma optimizadase refuerza ligeramente.

Cuando llegan los resultados con lasúltimas calibraciones del calorímetrosuspiramos aliviados. Al decidir utilizarlas nuevas constantes de calibración nosarriesgamos bastante. Lo hicimos aciegas, y si el exceso en dos fotonesdesapareciera se desmoronaría todonuestro discurso, pero también en estecaso la señal sobrevive. Unos chicos deRoma se han lanzado a estudiar un canalde desintegración que nadie considerabarealista teniendo en cuenta la limitada

cantidad de datos que hemos recogido.En cambio, los resultados han sidoasombrosos. Han buscado el Higgsdesintegrado en dos fotones en eventosque incluyen dos chorros altamenteenergéticos emitidos en ángulo pequeño.Es la clásica firma del Higgs cuando esproducido por la aniquilación de unapareja de W o Z. En este canal, la señales mucho más inusual que en latradicional producción del Higgs porfusión de gluones, así que muchosconsideraban que era inútil intentarlo,pero los chicos de Roma hicieron untrabajo estupendo y encontraron la formade seleccionar correctamente loseventos, y también vieron una señal

alrededor de 125 GeV. A petición míadebatimos los resultados con todos losequipos y hubo mucha tensión. Elanálisis es preliminar y todavía podríacontener errores; nadie ha tenido tiempode examinarlo detalladamente y quedanpocos días para el seminario. Lasdiscrepancias son enormes, así quefinalmente se toma la acertada decisiónde no incluir este análisis en losresultados oficiales. Pero para mí, queel martes daré la cara por los resultadosdel CMS, saber que la señal seencuentra también en este nuevo estudioes como un seguro de vida.

El domingo 11 de septiembre mequedo en casa preparando el seminario;

solo quedan dos días y mañana será laprueba final. Han convocado a todo elCMS en el auditorio. Los que no esténen el CERN seguirán la reunión porvideoconferencia.

Mañana subiré a la tarima y fingiréque delante de mí no están mis colegas,sino el público de científicos queabarrotará el martes el auditorio. Lagente del CMS escuchará en silencio;después comentarán y preguntarán detodo, con el fin de criticar la másmínima incongruencia, cualquier posibleduda; se fijarán hasta en el detalle másnimio del texto o de una figura.

Por la mañana me llaman desde elhospital para decirme que mi padre no

lo ha conseguido. Gracias a su fortalezaha sobrevivido seis días al ataque quesufrió, luego nos ha abandonado; losmédicos tenían razón.

Apago el portátil para abrazar aLuciana; después llamo a Giulia yDiego. Esta semana nos hemos llamadotodos los días para compartir la tristezadel momento y los detalles de lo que leha pasado al abuelo, las palabras de losmédicos, los breves episodios de lasvisitas, pero el teléfono no consigueacortar la distancia que nos separa.Recurrimos a Skype para mirarnos a losojos, como si estuviéramos sentados a lamisma mesa, para llorar juntos, hablardel abuelo, compartir nuestro dolor. Un

domingo de tristeza y consuelo con lapequeña tribu que renueva el antiguo ritofúnebre del recuerdo y el llanto parasuperar el luto y olvidar la distancia quenos separa e impide que nos abracemos.

La prueba general del seminario hasido un poco desastrosa. No tanto por loque he dicho —el contenido deldiscurso era correcto, así como lapresentación del enorme trabajorealizado— sino por mi actitud, que hadejado a todo el mundo sorprendido:tenía la mirada perdida y el lenguajecorporal revelaba mi malestar. Lo hevisto en la mirada de esos cientos deojos concentrados en mí, preguntándose:«¿Dónde está el portavoz agresivo y

tranquilo que hemos conocido todosestos años? ¿Qué le habrá pasado aGuido para que se le vea tan inseguro?¿Por qué habla de su trabajo sin pasión,con la mirada perdida, como indiferente,como si el tema del seminario no tuvieranada que ver con él?».

Tomo nota de las muchasobservaciones que me hacen y prometotenerlas en cuenta, pero cuando nosdespedimos advierto miedo y dudas enla mirada de la gente que me anima y meda palmadas en el hombro. El díasiguiente todos entenderán lo que hapasado, pero ahora no hay tiempo paradar explicaciones. Tengo que llamar aFrançois Englert antes del seminario. Se

lo prometí en septiembre, cuando nosvimos en Bruselas y él me dio sunúmero. «Prométeme que me llamarásen cuanto veas las primeras señales delbosón», me dijo. «De acuerdo, pero acambio tendrás que invitarme aEstocolmo cuando te den el Nobel». Unenérgico apretón de manos y una sonrisasellaron el pacto. La llamada a Françoisdura aproximadamente media hora. Estácomo siempre, alegre y dicharachero, nocabe en sí de la emoción y quiere saberhasta el último detalle. Le cuento queseremos muy prudentes y que no saldráningún anuncio formal del seminario.Con todo, los resultados son claros y encuanto volvamos a recoger datos no

tardaremos mucho en anunciar eldescubrimiento. Nos despedimos conuna última advertencia. «Anulacualquier compromiso que tengas parala primera semana de julio», le digo.François tenía planeado viajar porEstados Unidos durante esa época consu mujer. Sin dudarlo, le pido que locancele cuanto antes: «¡No puedes estaren Estados Unidos cuando anunciemosel descubrimiento!».

La conversación con Peter Higgs esmucho más breve y tranquila. Paraconseguir hablar con él esta noche hetenido que telefonear a algunos amigosen común durante tres días. Noacostumbra usar el teléfono ni responde

a las llamadas. Peter deja que le cuentetodo lo que está ocurriendo en el CERNsin interrumpirme. Cuando llego a lamédula del asunto y le digo que existenpruebas de que el bosón podríaencontrarse en 125 GeV y que serámejor que se prepare porque 2012 seráun año muy intenso, su respuesta no pasade las siete letras: «Oh my God!». Meda las gracias y se despide; tengo lasensación de que está más preocupadopor la tormenta de interés mediático quese le viene encima que contento por losresultados que confirman su intuición de1964.

A primera hora de la mañana meresulta evidente que el encuentro de hoy

será muy especial. El seminario secelebrará a las dos del mediodía. Laspuertas del auditorio se han abierto a las8.30 y al cabo de pocos minutos noquedan vacías más que las sillas de laprimera fila, donde están los carteles delos invitados. El seminario se emite endirecto y lo seguirán millones decientíficos de todo el mundo. Cientos decolegas de laboratorios repartidos portodos los husos horarios se han puestode acuerdo para seguir juntos lapresentación: algunos se han citado a lasseis de la madrugada en San Francisco,a las once de la noche en Tokio y amedianoche en Melbourne. A Ginebraacuden varios equipos de televisión y

cientos de periodistas. Remarcando laexcepcionalidad del evento se anunciaque lo presidirá el mismísimo RolfHeuer, un hecho sin precedentes en lahistoria del CERN.

Y empezamos: el ATLAS abre elseminario; lanzamos una moneda al airey les tocó a ellos. Fabiola está tranquilay segura, pero sus ojos revelancansancio y falta de sueño. Más tardedescubriré que ha pasado la noche en elhospital por culpa de una dolorosísimainflamación de los dientes y que hanquerido operarla de urgencias. Hatenido que insistirles a los médicos paraque la atiborraran de analgésicos y ladejaran marchar. Los dos estamos

bastante hechos polvo, pero casi nadielo nota. Esta mañana, la ansiedad quellevaba acompañándome las últimassemanas, y que luego se mezcló con eldesconsuelo por la muerte de mi padre,ha desaparecido. Anoche me quedédespierto y en tensión hasta bastantetarde, retocando y ordenando el materialde la presentación; después pudedescansar unas horas y he terminado eltrabajo esta mañana al despertarme;luego me ha invadido una sensación decalma que raras veces noto en momentossimilares. Me sentía ligero al caminar yle sonreía a cualquiera que se mecruzara. Sabía que todo iría bien. Estabaseguro.

La sala se suma en un silencioensordecedor cuando Fabiola refieretodos los estudios que se han llevado acabo para poner a punto los instrumentosmás importantes: la calibración delcalorímetro, la alineación del sistema demuones, los análisis del fondo. Luego secentra en las tres líneas de investigaciónmás importantes en masa baja. Muestrael exceso que se detectó en ladesintegración en dos W; luego enseñala pequeña cresta en 125 GeV en labúsqueda del Higgs en dos fotones y unpuñado de eventos en cuatro leptonesconcentrado en la misma zona;combinando los tres canalesdescubrimos un pico alrededor de

126 GeV. Todavía es muy débil paraanunciar un descubrimiento perodemasiado evidente para creer que setrata de una fluctuación estadística. Laconclusión es prudente, pero el aplausotenso y convencido que sigue a suintervención tiene un significado claro:quizá lo tenemos.

Luego llega mi turno. Arranco ahablar en un ambiente tenso yesperanzado. Siento que el auditoriosopesa cada coma de lo que digo.Enumero, uno a uno, todos los canalesde desintegración que hemos estudiado.Son muchos más de los que hanmostrado los del ATLAS. Demuestroque en masa alta no hay nada, estamos

seguros. Por debajo de 150 GeVempiezo hablando de los canalesfermiónicos, el Higgs que se desintegraen parejas de quarks «b» y leptones tau;son de los canales más difíciles, esosque el ATLAS todavía no ha conseguidoestudiar. Durante las últimas semanashemos hecho un esfuerzo sobrehumano yhemos conseguido completar el análisis,y también ahí hemos encontrado algúnindicio del Higgs. Avanzo sereno yseguro, mirando a todo el mundo a losojos, y reconozco uno a uno a todos losjóvenes del CMS sentados en últimafila; por sus miradas descubro que sesienten orgullosos de su experimento.Cuando muestro que nosotros también

vemos un exceso de eventos en los trescanales clave, y sobre todo que hay algoalrededor de 125 GeV en lainvestigación en dos fotones y en cuatroleptones, percibo cierto movimiento enla sala; es como si todo el mundohubiera estado aguantando la respiraciónhasta ese momento. Al final de miintervención disecciono el exceso quehemos encontrado, realizando unaespecie de estudio anatómico.Efectivamente, todo lo que vemos escompatible con una primera señal delHiggs, pero la conclusión es prudente: laseñal no es lo bastante fuerte como parapermitirnos sacar conclusionesdefinitivas. Tendremos que esperar a

recoger los datos de 2012.Al acabar mi intervención la sala

estalla en un sonoro aplauso que nosenvuelve y parece no tener fin. Todo elmundo sabe que la probabilidad de quelos dos experimentos vean la mismafluctuación estadística en el mismopunto es bajísima.

El dispositivo habilitado para laemisión en directo tuvo problemasdesde el primer momento; no todos losque quisieron conectarse pudieronconseguirlo. De todos modos, más de 15 000 personas de todo el mundosiguieron el seminario.

Al acabar, Rolf, Fabiola y yo nosdirigimos a la Filtration Room para

responder a las preguntas de losperiodistas; se ha convocado una ruedade prensa en una sala con aforo paradoscientas personas; esta sala es frutode la reestructuración del edificioindustrial que contenía instalacionespara el agua, y donde ahora bullen lascámaras y los dispositivos que enviaránlos reportajes a redacción. Losperiodistas quieren que digamos cosascomo «Está bien, lo tenemos» paraponerlo en grandes titulares. Pero ladisciplina que nos hemos impuesto nospermite esquivar indemnes todo tipo detrampas. Tenemos indicios de quepodría estar ocurriendo algo alrededorde los 125 GeV, pero todavía es pronto

para sacar conclusiones: esperad unosmeses y lo sabremos.

La tarde parece no acabar nunca: soncasi las seis cuando volvemos a la salade reuniones en la sexta planta deledificio principal para responder a laspreguntas del comité que gestiona lapolítica científica del CERN. Durante unpar de horas discutimos con otros treintacolegas que se cuentan entre los mejoresfísicos del mundo; nos ponen a prueba,nos acribillan a preguntas y quierentodos los detalles reservados de losresultados que acabamos de presentar,pero Fabiola y yo nos las apañamos.

A las ocho de la tarde nos vamos encoche con Sergio a Evian, donde nos

esperan los físicos e ingenieros delLHC. Estamos exhaustos. No hemosprobado bocado en todo el día y hastaahora la adrenalina nos ha mantenidodespiertos, pero en cuanto nos sentamosen el coche caemos rendidos. Tenemoshambre. Miramos con voracidad la seriecasi infinita de pizzerías y restaurantesque bordean la carretera y soñamos conun plato de pasta que llevarnos a laboca, pero no tenemos tiempo. En unhotel de Evian, a 65 kilómetros delCERN, nos esperan Steve Myers y elgrupo que ha conseguido que la máquinatrabaje tan bien durante este año mágico,permitiéndonos conquistar nuestroobjetivo. Es su retiro anual: dos días en

que comparten sus experiencias yproponen nuevas ideas para elacelerador. Llevan esperándonos doshoras y no podemos faltar. Fabiola y yoprometimos hace tiempo que, pasara loque pasara la tarde del 13, nosreuniríamos con ellos. Cuando llegamostodo el mundo aplaude y nos danpalmadas en el hombro, pero mientrasnosotros soñamos con sentarnos a lamesa, nos piden que repitamosbrevemente el seminario especial queacabamos de concluir. No podemosnegarnos, se lo debemos. Aun a riesgode desmayarnos, abrimos los portátiles ypasamos otra hora explicando yrespondiendo a las preguntas. Cuando

conseguimos llegar al comedor, antes desentarnos Fabiola y yo nos apartamos unmomento e intercambiamos una miradaque dice: «ya está». Es un día para estarcontento. Hemos hecho algo grande queserá recordado.

EN EL MAR DE PORTOVENERE

La última diapositiva del seminario erauna bonita foto de mi padre sonriendo.Le dediqué mi intervención porque sabíalo orgulloso que habría estado si hubierapodido presenciar ese momento.Todavía recuerdo su orgullo al asistir ala disertación de mi tesis de licenciatura

en 1975 en Pisa. Esta vez sus ojostambién habrían brillado de alegría.Muchos de mis colegas me escribieronpara felicitarme; apreciaban lasinceridad y el valor que yo habíamostrado al recordar un dolor tanpersonal y vivo en un momento delicadode mi vida profesional.

Dos días después del seminariovuelvo a La Spezia para el funeral.Siempre que hablábamos del asunto mipadre se pronunciaba en el mismosentido: quería ser incinerado y que suscenizas se esparcieran en el mar.

Mi padre fue siempre un gran amantedel mar, pasión que me transmitió desdemuy pequeño. Todavía recuerdo mi

alegría cuando, siendo niño, me decía:«¡Vamos!», y nadábamos durante horasdesde la playa de piedras deMonterosso hacia un escollo que habíaen dirección a Punta Mesco, el cabo quesepara la última de las Cinco Tierras deLevante. Hoy en día acuden allí millonesde turistas y visitantes durante todo elaño, pero entonces la costa ligur estabajalonada de soñolientos pueblecitos depescadores donde merodeaban rarosveraneantes.

En el mar nadábamos a unos diezmetros de distancia el uno del otro, conun ritmo pausado pero regular.Llevábamos aletas, gafas de buceo ytubo, para poder ver los pulpos tendidos

sobre las rocas del fondo. De vez encuando nos mirábamos para comprobarque todo estaba en orden. Todavíarecuerdo la sensación física de bienestary fuerza que me proporcionabanaquellos interminables chapuzones.

Me informé en el Ayuntamiento y enla Capitanía de Puerto; esparcir lascenizas de un difunto en el mar no es unatarea sencilla: se necesitanautorizaciones de todo tipo y nadie teasegura que te las concedan. Finalmentedejo de insistir: sé lo que tengo quehacer.

Recojo la urna con las cenizas de mipadre; he de llevarlas al cementeriopara enterrarlas. Lo que tengo que hacer

no requiere mucho tiempo. Corro haciaPortovenere, la pequeña joya quedelimita al norte la bahía de La Spezia.Es un día de diciembre muy limpio y lascasas multicolores se recortan contra losAlpes Apuanos nevados y las cuevas demármol; la isla de la Palmaria está justodelante. En lo alto, a un lado, está lapequeña iglesia de S. Pedro. A mi padrele habría gustado el día y habríaasentido con la cabeza y sonreído por laelección de dejarlo descansar dondequería, en el mismo mar donde sezambullía todos los veranos.

A menudo la vida se diviertejugando con nuestras emociones. Cuatrodías después del seminario, al otro lado

del océano Atlántico, en Chicago, naceun niño a quien Diego, siguiendo unaantigua tradición de relevo generacional,ha decidido llamar como su abuelo:Giuliano.

A CIEGAS

Entretanto, el eco del seminario da lavuelta al mundo. Cientos de periódicos ytelevisiones anuncian que el CERN estáacorralando el bosón de Higgs y quealgo se mueve en 125 GeV. Hemos sidoprudentes, hemos medido nuestraspalabras y utilizado frases ambiguas,pero los más versados en la materia

saben lo que está pasando.Incluso antes de las declaraciones

oficiales ya corría la voz de que ambosexperimentos veían algo en 125 GeV.Algunos teóricos se habían lanzado aescribir artículos que vaticinaban que elHiggs estaba justamente ahí, en esamasa, e hicieron todo lo posible porpublicarlos antes del 13 de diciembre.Otros habían empezado a cavilar sobrelo que implicaba el descubrimiento: elimpacto en la supersimetría, la posiblerelación con la inflación, la estabilidaddel vacío. Incluso hubo quien, comoJohn Ellis, realizó inmediatamentedespués del seminario una combinacióncon los resultados de ambos

experimentos; el discurso, que circulapor todas partes, no deja lugar a dudas.Los artículos que exponen los datospresentados en el seminario recogencientos de citas.

El mensaje llega alto y claro inclusoa las altas esferas de la política. Es el15 de diciembre, han pasado dos díasdesde nuestro seminario, y el primerministro japonés Yoshihiko Noda sepersona en un simposio de físicosreunidos en Tokio para anunciar que supaís está dispuesto a acoger una nuevamáquina de 7 u 8 millardos de dólares.Se llamaría ILC y sería un enormeacelerador lineal, una verdadera«fábrica de Higgs», una máquina que

permitiría estudiar detalladamente elnuevo bosón vislumbrado en el CERN.La carrera por el liderazgo en la nuevageneración de aceleradores pos-LHC haempezado antes siquiera de quetengamos la certeza de sudescubrimiento.

Entretanto toca prepararse para lanueva recolección de datos. Laestrategia es clara: para evitar cualquiercondicionamiento, cada uno de losexperimentos efectuará los análisis «aciegas». Al principio nadie mirará hacialos nuevos datos alrededor de 125 GeV,donde se sospecha que está escondido elHiggs. Cuando todos los protocolos deanálisis de este nuevo run se hayan

definido, en un momento fijado conanterioridad, se abrirá la caja quecontenga los nuevos datos y se verá sitambién durante 2012 hemos encontradola misma señal que se presentó en 2011.El momento acordado por losexperimentos se fija a mediados dejunio.

Desde principios de enero, JoeIncandela, que ha sido elegido como misucesor a la cabeza del CMS, toma lasriendas del experimento. El tren va atoda velocidad pero todavía podríadescarrilar por culpa de algúnimprevisto o por algún detalle malorganizado. La tensión es enorme.

En la reunión de Chamonix de 2012,

Steve Myers acepta la propuesta deelevar la energía a 8 TeV. La experienciade 2011 nos ha vuelto a todos másconfiados. También podemos intentarapostar por la luminosidad, a condiciónde que los experimentos aprueben unnuevo aumento del pile-up. El aumentode la energía convence a todo el mundo,porque con ella aumenta el número debosones de Higgs que puede producirse,pero un nuevo aumento del número deinteracciones asusta. Se alcanzaría unamedia de veinte colisiones por cadachoque de haces, con picos de hastacuarenta. ¿Serán capaces los detectoresde aguantar este infierno? ¿Y los análisisdel Higgs, sobre todo los más críticos,

sobrevivirán? Al final aceptamos eldesafío, pero tenemos que volver aempezar de nuevo en muchos aspectos.Se rediseñan las lógicas de trigger; seproducen miles de simulaciones demiles de eventos con la nueva energía de8 TeV; se inventan nuevas técnicas paramitigar los efectos del pile-up sobre losanálisis más sensibles; y todo tiene queestar acabado en pocos meses, porque aprincipios de abril volvemos a la carga.

La reunión anual que tiene lugar enLa Thuile a principios de marzo es lacita más importante de una serie deconferencias invernales que se celebranen varias localidades dedicadas al esquíde los Alpes y las Montañas Rocosas; el

tema principal de este año es la primeraevidencia del Higgs. Dentro de lacomunidad todavía hay fuertesdiscusiones: muchos están convencidosde que el Higgs ya ha sido descubierto,pero no falta quien se mantieneescéptico. Queda poco para el 4 de julioy todavía me cruzo con colegas queestán convencidos de que no hay nada en125 GeV. He ideado una estratagemapara minar su convicción: les propongouna apuesta, pero no de veinte dólares,sino de cifras grandes. Lo hago riendo,pero quiero que se queden dudando dela seriedad de mi proposición. Tengouna libreta donde apunto las inicialesseguidas de la suma de la apuesta, y las

leo en voz alta: G.L. 15 000, C.P. 20 000, etcétera; más de uno hapalidecido al oírme. Obviamente, nuncahe intentado cobrar esas apuestas, perosi lo hubiera hecho ahora sería rico.

Desde que volvió a ponerse enmarcha a principios de abril, el LHC hafuncionado de forma impecable. Amediados de junio se habían recogidootros 5 fb−1 de datos nuevos. Losanálisis están listos, solo falta mirar losdatos, para lo cual se escoge el día 15de junio, pues después tendremos un parde semanas para preparar los resultadosque se presentarán en la sesión deapertura del ICHEP (InternationalConference on High Energy Physics).

Este año la conferencia se celebrará enMelbourne, Australia, y empezará el 4de julio.

Ha llegado el momento de la verdad.La elección de realizar los análisis aciegas no fue una orden de nuestrossuperiores, sino una indicación debatidapor los grupos del ATLAS y el CMS.Durante semanas se estuvierondiscutiendo los pros y los contras de laestrategia propuesta, que al final fueaceptada por todos. Ambos equipos sonconscientes de todo lo que hay en juegoy comprenden lo necesaria que es laautodisciplina; por eso nadie la haquebrantado. Hasta ayer, cuando losanalistas se pusieron en marcha: tenían

veinticuatro horas para lanzar susprogramas; han trabajado durante toda lanoche controlando y produciendocientos de discursos y preparando laspresentaciones que hoy, por primera vez,podremos discutir juntos.

Es viernes al mediodía y en Ginebrahace un calor asfixiante. No es habitual,pero este verano anticipado nos obliga adejar abiertas las puertas de la FiltrationRoom, que está totalmente abarrotada yno tiene aire acondicionado. Losasientos libres han sido ocupados en unabrir y cerrar de ojos, así que muchagente está sentada en el suelo. Otroscientos de personas nos siguen porvideoconferencia. Todo el mundo sabe

que es un día especial. Yo no dudo delresultado de los análisis, pero sientocuriosidad, como todos.

Durante los últimos meses losanálisis del Higgs han mejorado. Untrabajo meticuloso ha convencido amuchos de la utilidad de los análisismultivariante en muchos campos. Entodos los análisis varios gruposindependientes han seguido caminosdiferentes pero complementarios y lasensibilidad no ha hecho más queaumentar. Sea cual sea la conclusión quesaquemos hoy, los resultados seránsólidos.

Cuando entro en la sala me doycuenta de que no habrá sorpresas. Los

chicos que han visto los resultadosdurante la noche y que han preparado lasconferencias hasta hace poco me saludancon una sonrisa y palmadas en elhombro. Alguno quiere sacarse una fotode recuerdo conmigo antes de empezar.Para rebajar la tensión, Albert de Roeckha venido a la reunión con una vendanegra sobre los ojos, de las que seutilizan en los aviones para dormirdurante los vuelos intercontinentales, y asu alrededor todos ríen. Enseguidaempiezan las presentaciones: veo gentejoven, y muchas chicas.

Los resultados de la desintegracióndel Higgs en dos parejas de W sonbuenos. Los presenta un chico italiano

que ahora trabaja con Vivek Sharma enCalifornia. Hay un claro exceso deeventos en la región de baja masa; esoportuno que lo haya, pero todossabemos que por sí solo este resultadono es resolutivo.

Cuando llega el momento del Higgsen dos fotones toda la sala contiene larespiración. La joven que presenta losresultados está tranquila y dispuesta abromear; es una estudiante china delMIT, y expone los resultados creandocierto suspense, como en un programade televisión. «Estos son los resultadosde 2011 —dice mientras enseña un picoalrededor de 125 GeV—, pero vosotrosqueréis ver los de 2012, ¿verdad?

Contad conmigo hasta cero: 3, 2, 1…», yproyecta los resultados de 2012 con unevidente pico en el mismo lugar.Combinando los dos resultados laprobabilidad de que el pico se deba auna fluctuación estadística se reduce auna sobre cien mil.

Luego llega el turno del Higgs encuatro leptones; le toca a una chicaitaliana presentar los resultados.También aquí, durante 2012, un grupo desucesos se ha acumulado en la mismazona donde hemos registrado un excesoen 2011, en 125 GeV, pero ahora laprobabilidad de que se trate de unafluctuación estadística del fondo paraeste canal en particular se ha vuelto de

una sobre diez mil. No hace falta seguir.Todos sabemos que combinando losresultados de los tres análisisprincipales la probabilidad estará pordebajo de una sobre un millón: hemosalcanzado el nivel de certidumbre quenos permite anunciar el descubrimiento.

Se informa a Rolf y Sergio delresultado. Todavía hay que realizarmuchas comprobaciones y controles y,sobre todo, debemos ver lo que tiene elATLAS, pero los del CMS ya lotenemos.

Después de ese viernes de mediadosde junio nadie habla, pero no es difíciladivinar lo que está ocurriendo. La gentedel CMS se mueve por la cafetería del

CERN con los ojos brillantes, esbozanamplias sonrisas y se les ve de buenhumor. Los mensajes que nos llegan delATLAS son más dudosos. Por lospasillos se dice que hay una fuerte señaldel Higgs en dos fotones, pero loseventos en cuatro leptones registradosen más de la mitad de la estadística sonescasos todavía. Ese canal, tanimportante, no está dando los frutosesperados, y en el ATLAS cunde elmiedo a que el CMS sea capaz deanunciar el descubrimiento y ellos nopuedan más que confirmarlo,presentando una señal más tímida ymenos convincente. En el CMS sepresiona para presentar los resultados

en un seminario especial, antes de asistiral ICHEP, igual que en diciembre. ElATLAS gana tiempo y frena, pero alfinal, el 22 de junio, Rolf fija una fechapara el seminario. Incluso el Consejodel CERN, que ha recibido filtracionesde los resultados, insiste en presentarlos datos en público antes de ir aMelbourne. Está decidido, se hará el 4de julio, la última fecha posible parapartir a mediodía y llegar a Australia aldía siguiente. Se ha dispuesto que elseminario comience a las nueve de lamañana, para que los asistentes a lasesión inaugural de la conferenciapuedan presenciarla en directo.

Pero todavía quedan algunas dudas;

nadie, ni siquiera el CMS, quiereutilizar la palabra descubrimiento. Alcabo de unos días, incluso en el ATLASrespiran aliviados. Como de costumbre,la estadística les había jugado una malapasada. Al analizar la última parte delos datos aparecen esos preciadoseventos que tanto esperaban. Unsustancioso grupo de eventos en cuatroleptones concentrado alrededor de 125 GeV encarrila de nuevo elexperimento. Es más, su señal es casimás convincente que la nuestra. Lacombinación de los varios canales queproduce el ATLAS el 25 de junio superacon creces el umbral para anunciar eldescubrimiento: los gritos de júbilo que

resuenan fuera de la sala donde sereúnen los equipos que colaboran sonprueba suficiente. Ya no cabe ningunaduda: el seminario del 4 de julio pasaráa la historia.

HIGGS-DEPENDENCE DAY

Si la experiencia del 13 de diciembre de2011 supuso un chasco para mucha genteque no pudo presenciar el seminario enpersona, esta vez será peor incluso.Desde la noche anterior hay personasacampadas en el primer piso esperandoa que abran las puertas para colocarseen las primeras filas. La mañana del 4

de julio me dirijo al auditorio; tengocuriosidad por saber lo que estáocurriendo en el que pasará a la historiacomo el «Higgs-Dependence day».

Sigo molesto por el golpe bajo quehan querido asestarnos los del Tevatrón.Hace un par de días publicaron unartículo en el que intentaban demostrarque habían sido los primeros en ver elbosón de Higgs. Al leerlo se da unocuenta de que no contiene ningunanovedad. En la búsqueda del Higgs quese desintegra en dos chorros de quarks«b» ven un exceso de eventos en laregión comprendida entre 115 y 145 GeV, compatible con una nuevapartícula en dicha región. Demasiado

fácil. Sabían desde diciembre quehabíamos localizado un exceso en 125 GeV; sabían lo que estabaocurriendo en el CERN estos últimosmeses y han intentado jugárnosla hasta elúltimo momento. Es una artimañaindigna para intentar alejar los focos delo que tendrá lugar hoy, con la esperanzade subirse al carro de los ganadores. Lajugarreta es ruin y pasará sin pena nigloria, a pesar de provocar la irritaciónde muchos, entre los cuales meencuentro.

A las 7.30, cuando llego, la colapara entrar es una enorme serpienteformada por cientos de personas que seextiende a lo largo de dos pisos y cruza

la cafetería. Solo unos pocosconseguirán entrar. Nadie se mueve.Sigo la cola hasta la escalera que llevaal primer piso y el ambiente merecuerda al de un concierto de rock. Meencuentro con chicos y chicas del CMSque me paran para saludarme y meestrechan la mano. Cuando llego a laescalera estalla un aplausoensordecedor y un griterío, y miroalrededor, preguntándome a quién vandirigidos hasta que me doy cuenta deque me los dedican a mí. Todosaplauden, incluso los del ATLAS yalgunos desconocidos de la fila. Doy lasgracias y saludo, avergonzado por eseinesperado homenaje que me ha

conmovido.Esta vez han invitado a todo el

mundo. Carlo Rubbia, Luciano Maiani ylos demás ex directores generales delCERN, Steve Myers y Lyn Evans; ysobre todo los chicos del 64. Abrazo aFrançois Englert en cuanto entra en lasala; reímos y compartimos nuestraalegría, pero soy incapaz de contenerme:la corbata que lleva es horrible ydesentona terriblemente con la chaquetanegra y la camisa roja a rayas. Mimirada perpleja no pasa inadvertida:François me explica que los espantososcubitos dorados que la decoran son laspartículas del Modelo Estándar; lacorbata se la regaló Gerard‘t Hooft,

quien la había diseñado personalmente,y él le prometió que la llevaría si sedescubría lo que él llama el «escalar delModelo Estándar», una perífrasis queutiliza para no pronunciar el nombre delviejo rival.

Cuando entra Peter Higgs elauditorio está hasta los topes y estalla enaplausos y gritos, un estruendo queparece no tener fin. Peter, sonrojado, sesienta en su sitio y saluda a los chicosque lo han acogido tan fervientementecon una tímida sonrisa y un ademán.

Esta vez abre la sesión el CMS. JoeIncandela utiliza decenas dediapositivas para ilustrar detalladamenteel trabajo de delicada preparación de

los análisis, pero no se decide a mostrarlos resultados. El tiempo previsto parael turno del CMS debería haberseagotado y un murmullo recorre la sala,aunque nadie se atreve a interrumpirlo.Hay que esperar hasta la diapositivanúmero cuarenta y tres para poder verlos resultados del Higgs en dos fotones.La suave cresta de diciembre se haconvertido en un exceso indiscutible;incluso a simple vista puede apreciarseque en 125 GeV está ocurriendo algo.Cuando Joe muestra los resultados de ladesintegración del Higgs en cuatroleptones la sala se sume en un profundosilencio; después le toca al canal delHiggs en dos W. En cuanto muestra que,

al combinar estos canales, la señal sedesengancha del fondo de 5 sigma, elestándar que hay que superar parapronunciar la palabra «descubrimiento»,estalla un largo y sonoro aplauso. Todossonríen, incluso Joe, visiblementealiviado de la tensión que lo abrumabahasta el momento. La presentación no haterminado, pero todos han escuchado loque querían oír. Joe no pronuncia lapalabra «descubrimiento», pero elefecto de los resultados está más queclaro. El aplauso que cierra el seminarioes fuerte y convencido.

Le llega el turno a Fabiola, que subea la tarima inmediatamente después. Suintervención es más breve: al cabo de

unos veinte minutos ha completado laintroducción y muestra los resultados.Ella también empieza con los dosfotones y muestra una señal inequívoca,lo bastante fuerte como para que puedapronunciar la frase que nadie quieredecir: «Lo hemos descubierto». Tambiénen la desintegración en cuatro leptonesla señal del ATLAS es tan robusta yconvincente como la del CMS. En pocosminutos acaba de explicar el exceso endos W y llega a la conclusión: lacombinatoria de las señales supera los 5sigma. La presentación no ha terminado,pero nadie puede contener el aplauso,más fuerte todavía; los jóvenes seexaltan y profieren gritos y entonan

canciones de pie.Todas las miradas se dirigen ahora

hacia esa zona del auditorio donde estánsentados François Englert y Peter Higgs.Ambos están visiblemente conmovidos;Peter se enjuga las lágrimas con unpañuelo; cuando al cabo de unos minutosse le ceda la palabra a François, diráque su pensamiento está con RobertBrout, compañero de tantas aventurasfallecido en 2011, sin haber disfrutadode la satisfacción de saber que estabanen lo cierto.

Peter no explicará el motivo de suconmoción y seguramente todosimaginarán que sus lágrimas eran dealegría, pero yo estoy convencido de

que en ese momento pensó en Jody, suquerida ex mujer, y en el precio que tuvoque pagar para llegar hasta estemomento.

Al final de la presentación toma lapalabra Rolf, que pronuncia la frase quetodos estábamos esperando: «Creo quelo tenemos. ¿Estáis de acuerdo? Lohemos descubierto, hemos observadouna nueva partícula que tienecaracterísticas coherentes con lasprevistas para el bosón de Higgs».

Durante más de veinte años hemosestado luchando por un sueño, y hemostenido que superar muchos altibajos.Luego, cuando parecía que nuestrosesfuerzos se convertirían en el enésimo

fracaso, justo en el momento más bajo,ocurrió algo: empezamos a ver eventosmuy especiales, y aparecieron losprimeros indicios. Al final, todo cobróuna velocidad inesperada y en pocosmeses las cosas cambiaron porcompleto.

Han pasado poco más de siete mesesdesde que aparecieran las primeras ytímidas señales, y ahora el mundo enterocelebra este nuevo y grandescubrimiento. Todavía nos cuestacreerlo. Ha sucedido todo tan rápidoque es difícil convencerse de querealmente ha ocurrido. Estedescubrimiento marca un antes y undespués: nada volverá a ser igual. La

física ha cambiado profundamente, parasiempre. Pero ¿en qué dirección?

8.EL SECRETO DEL UNIVERSO

LA VIRGEN Y LA MATERIA OSCURA

Verdello (Bérgamo), 29 deoctubre de 2012

En los alrededores de Bérgamo, cercade las fábricas de Dalmine, el desordenurbanístico es abrumador. Autopistas,centros comerciales, naves industrialesy viejos núcleos urbanos se alternan ysobreponen de la forma más caótica;

parece que los administradores localescompitan para ver quién consigueacumular más porquería en su territorio.En esta perversa amalgama no solo sepierden los humanos, también el GPSenloquece; intenta convencerte de quegires a la derecha cuando no hay calleninguna, solo un canal de aguaestancada.

Después de varios intentos y un parde vueltas llego a la AlqueríaGermoglio de Verdello, la empresaagrícola que buscaba. De repente todoestá ordenado y bonito. Es como entraren una de esas granjas de las películasde Walt Disney. Prados cuidados,bosquecillos, vacas pastando. Por todas

partes se ven recintos con gallinas yconejos; y más allá, detrás de una valla,hay caballos. Incluso da vueltas sobrenuestras cabezas un halcón amaestrado.Tras recibirnos, Piero Lucchini lo llamacon un silbido para que podamos verlo,y la rapaz aterriza rápidamente sobre suantebrazo izquierdo, cubierto con unacinta de cuero. Germoglio es unacomunidad dedicada al cuidado yrehabilitación de personas contrastornos mentales y Piero es sudirector. Es muy conocida en Bérgamo.Han montado centros de asistencia yacogida para los pacientes menos gravesy una granja donde docenas de personascuidan animales y trabajan en el campo.

En la alquería producen vino, embutidosy queso, todo estrictamente biológico;sus productos pueden degustarse en elrestaurante anexo, donde se cocinan losmejores casoncelli de la zona. Tambiénhay un teatro único en toda Italia dondeactores profesionales, pacientes entratamiento y caballos amaestradosinterpretan obras muy emotivas.

Hace falta mucho valor para dirigirla comunidad y luchar contra las mildificultades que presenta la jungla de laburocracia italiana. La AlqueríaGermoglio recibe ayuda de lasinstituciones, pero también sobrevivegracias a las aportaciones de sociosprivados y de la Iglesia. Piero Lucchini

es un tipo robusto que no carece delvalor y la determinación propia de losbergamascos. No es casualidad que delos 1089 Camisas Rojas que siguieron aGaribaldi 160 fueran de Bérgamo. Songente impulsiva, en gran parte obreros,panaderos y zapateros, aunque tambiénhay abogados y barberos. En unaocasión Piero me dijo: «Todo el mundosabe que en el Germoglio hay locos,pero pocos saben que el más loco soyyo». Efectivamente, hay que estar locopara llevar a un grupo de pacientes acaballo hasta Mantua siguiendo losantiguos caminos de herradura; o para iren bicicleta hasta Roma para visitar alPapa después de una semana de viaje y

mil peripecias.Unos meses antes, cuando Piero y un

grupo de trabajadores y pacientesvisitaron el CERN, les prometí que iríaa verlos a Germoglio. Fue una visitamuy especial: al ver el CMS pusieronlos ojos como platos y me hicieronmuchas preguntas; antes de irse, medijeron: «Estaría bien continuar laconversación en el Germoglio». Lomedité largamente y acabé pordecidirme. Me gusta la gente que librasu batalla a diario.

Después de visitar la granja mereúno con pacientes y trabajadores. Meacribillan a preguntas sobre el bosón deHiggs, el origen del universo y su

destino. Estamos sentados en círculo enel salón. Puedo leer curiosidad ygratitud en esos ojos marcados por elsufrimiento. Luego nos sacamos una fotoen grupo; yo estoy en el centro einvoluntariamente apoyo los brazossobre los hombros de los dos chicos quetengo al lado; no tendrán más de veinteaños. Noto cómo tiemblan de emoción.Al final, uno de los pacientes, que hapermanecido en silencio sin perderseuna palabra de la conversación, se meacerca y, bajando la voz para que losdemás no puedan oírlo, me dice: «Loscientíficos veis a vuestro alrededor lamateria oscura, que nadie más ve; sinembargo os creen. En cambio yo a veces

veo a la Virgen. ¿Por qué nadie mecree?».

¿REALMENTE ES EL BOSÓN DE HIGGS?

El descubrimiento de la nueva partículatiene repercusión mundial; no hayperiódico que no hable de ella, y losartículos publicados por el ATLAS y elCMS se citan constantemente. Pese atodo este alboroto, en el CERN serealizan controles y comprobaciones sincesar. Hemos encontrado un nuevobosón, pero ¿estamos seguros de que esél?

El anuncio oficial del

descubrimiento todavía mantiene unagran prudencia: se habla de un bosón«de tipo Higgs», es decir, que se parecemucho al Higgs. La cautela está más quejustificada. Recordemos que, como losdemás bosones, el Higgs tiene espínentero, pero una de las característicasprincipales de la codiciada partícula esque tenga el espín igual a 0, es decir,que sea una partícula escalar. Los datosrecogidos hasta julio de 2012 aún no noshan permitido medir el espín, así quedebemos ser prudentes. Si nosencontráramos con un espín igual a 1 o a2 estaríamos frente a un impostor, muyparecido al Higgs pero diferente. Hastaque no nos hayamos asegurado de esto

no podremos afirmar nada de formadefinitiva.

Luego está el problema de lasposibles anomalías. Para eldescubrimiento se han utilizado sobretodo canales de desintegraciónbosónicos; ni el ATLAS ni el CMS hanmostrado señales convincentes de ladesintegración de la nueva partícula enquarks «b» o leptones tau. Aquí surgenvarias preguntas. ¿Todavía no podemosapreciar estos eventos porque notenemos suficiente sensibilidad? ¿Oquizá porque el mecanismo que otorga lamasa a los fermiones es diferente delque pronosticaron Brout, Englert yHiggs? En ese caso, tendríamos que

volver a considerar la posibilidad dehaber descubierto una partícula diferentedel Higgs que contempla el ModeloEstándar.

Por último, los expertos han notadoque ambos experimentos han registradoen el canal de desintegración en dosfotones un número de eventos muysuperior al previsto: un 50% más. Comode costumbre, una anomalía de este tipopodría ser sencillamente una casualidadestadística que desaparecería conformerecogiéramos nuevos datos, pero estetipo de desintegración está muy vigiladoporque es especialmente sensible a lapresencia de nueva física. Si hubierapartículas compactas que todavía no

hemos descubierto podrían manifestarsede forma indirecta, alterando el proceso.

Son muchos los que siguen esteasunto con gran expectación, pero haydos señores ancianos particularmenteinvolucrados: sus nombres son PeterHiggs y François Englert. Los dos sabenperfectamente que el telefonazo deEstocolmo que llevan años esperandosolo llegará si el ATLAS y el CMSconsiguen de una vez por todas que laexpresión «de tipo» pueda eliminarse delos artículos y comunicados oficiales.La intuición que tuvieron en 1964 solose premiará si resulta correcta, es decir,si la partícula descubierta en 2012 tienelas mismas características que el bosón

de Higgs previsto por el ModeloEstándar.

Durante todo el año el LHC haseguido realizando colisiones de formaeficiente, hasta superar con creces los 20 fb−1. Ahora hay la suficiente cantidadde datos como para comprobar todasestas posibles anomalías. Con unacantidad de datos cuatro veces mayorque la del run anterior, la señal se havisto reforzada y es cada vez más clara.Los canales que durante eldescubrimiento no contenían más que unpuñado de eventos ahora tienen lossuficientes como para llevar a caboestudios más detallados a fin de buscarposibles anomalías.

Lo primero es buscar el espín; elmecanismo es simple y se ha utilizadovarias veces en el pasado. Para calcularesta característica de una partículainestable como el bosón de Higgs semiden las distribuciones angulares delos productos de su desintegración. Loselectrones, muones y fotonesprocedentes de la desintegración de lapartícula «madre» se distribuyen en elespacio según su propia modalidad. Lasdistribuciones varían radicalmente si lapartícula madre tiene un espín igual a 0,1 o 2. ¿El resultado? Entre todas lashipótesis, la más probable es la queprevé que la nueva partícula sea elescalar que imaginaron Brout, Higgs y

Englert.La señal de la desintegración del

Higgs en quarks «b» o leptones tau esmás complicada de registrar; esnecesario utilizar todos los datosdisponibles y mejorar todavía más lasensibilidad del análisis para detectarlas primeras y tímidas señales de estadesintegración tan importante. El bosónde Higgs tiene que acoplarse con losquarks y los leptones para darles masa,por tanto, tiene que desintegrarse a suvez en estas partículas ligeras. Si estono ocurriera estallaría una verdaderabomba, porque habría que suponer quehay algo más aparte del bosón de Higgsque aporta masa a las partículas

elementales más ligeras. Sería el fin delModelo Estándar tal y como loconcebimos ahora.

Al final las dudas iniciales acabanpor diluirse. Una vez se ha completadola estadística, tanto el ATLAS como elCMS muestran signos evidentes de queno hay anomalías en los acoplamientosdel Higgs con quarks y leptones. Elgráfico que resume los resultadosreproduce de forma increíble losacoplamientos proporcionales a la masade las partículas formuladas en 1964.

Por otro lado, algunos asuntos hangenerado cierta tensión e incomodidad ysolo se resolverán al cabo de meses dearduo trabajo. A lo largo de 2012, la

pregunta sobre la medida de la masatiene en vilo al ATLAS. En el ModeloEstándar la masa del bosón de Higgs esel parámetro más importante condiferencia, el único que no contempla lateoría y que tiene que medirse con lamayor precisión posible. Paraconseguirlo se utilizan dos de lasdesintegraciones más claras, lo cualpermite mejorar la resolución: en dosfotones y en dos Z que a su vez sedesintegran en cuatro leptones. Son dosmedidas independientes y deberían darresultados similares. Esto ocurre en elCMS; en cambio, los resultados queobtiene el ATLAS son diferentes entresí. Es algo que puede pasar, pero la

diferencia observada entre el valorresultante de la desintegración en dosfotones y el de la desintegración encuatro leptones es superior a los 3 GeV,lo cual parece excesivo. Mientras en elATLAS se esfuerzan por hallar unaexplicación, algunos teóricos se lanzan aconjeturar que en realidad lo que se hadescubierto es un «dipolo» de bosonesde Higgs, una pareja de partículas queno tienen nada que ver con lasprevisiones del Modelo Estándar. Alfinal, tras meses de estudio de lascalibraciones e infinitascomprobaciones de los análisis, ladiferencia entre los dos valores sereduce a 2,5 GeV, un valor más

compatible con los erroresexperimentales. Así pues, el caso quedaarchivado.

Durante los mismos meses en que elATLAS lidia con la medida de la masadel Higgs, el CMS vive un periodo detensión por culpa de la desintegración endos fotones. Al sumar los datos, la señalse debilita, como si en el nuevo run yano hubiera huellas de la señal tan claraque había cautivado a todo el mundo en2011 y 2012. Tras el desconciertoinicial, se organiza la reacción. Vuelvena verificarse todas las posibles causasde error. Por ejemplo, durante el veranoel acelerador aumentó nuevamente lascondiciones de pile-up, lo cual podría

habernos hecho perder una parteimportante de los eventos del Higgsporque realizamos varios cambios; unavez más hacemos borrón y cuenta nueva,empezamos de cero. Solo al cabo deocho meses de ansiedad y cuidadosascomprobaciones se llega a unaconclusión más simple: no existeanomalía, se trata de fluctuacionesestadísticas. Hasta los primeros 10 fb−1

(es decir, hasta mediados de 2012)habíamos registrado una fluctuaciónpositiva, es decir, más bosones de Higgsde los que deberíamos haber observado;en cambio, en los siguientes 10 fb−1 (afinales de 2012) tuvimos una fluctuaciónnegativa, es decir, la señal se debilitó.

En general, el resultado es exactamenteel que preveía el Modelo Estándar. Porel momento tendrán que abandonarse lasesperanzas de que en la desintegraciónen dos fotones se escondieran lasprimeras señales de la nueva física.

Cuando a principios de 2013 seanuncia con certeza que la nuevapartícula es efectivamente un escalar yse parece en todo al bosón de Higgs, losmás felices son los dos ancianos colegasque han seguido con expectación todaslas fases de los últimos análisis. Ya nohay lugar a dudas: tenían razón.

EL AÑO DE LOS TRAJES ELEGANTES

El procedimiento mediante el cual seconceden los premios Nobel es bastantecomplicado, pero funciona de maravilla.Los ganadores suelen anunciarse lasegunda semana de octubre, mientrasque la ceremonia tiene lugar enEstocolmo en una fecha fija: el 10 dediciembre, aniversario de la muerte deAlfred Nobel.

El mecanismo de asignación depremios se pone en marcha un año antes,cuando se deciden los nombres de loscandidatos. En otoño, un número

variable de científicos de famainternacional que suele rondar el millarrecibe una carta procedente de la RealAcademia de las Ciencias de Suecia. Lacarta contiene la petición de informarantes de finales de enero una o másnominaciones y las instrucciones parajustificar la elección. A partir defebrero, un reducido comité trabajasobre esta primera lista, muy amplia,para reducirla a unos pocos nombres; deello se encargan un grupo de científicosdesignados por la Academia, y en susdecisiones tienen un peso capital lasconversaciones con los premios nobelde los años precedentes. La reducidalista de candidatos está terminada en

verano. Luego tiene lugar una segundaronda de consultas de la que se extraennuevas conclusiones y en la que seplantean posibles vetos. Al final elcomité anuncia su veredicto en unareunión formal. Estamos a principios deoctubre y en teoría la Academia podríano aceptar las recomendaciones delcomité, aunque nunca ha ocurrido. Seacomo fuere, la decisión final se debateen una reunión plenaria y se anunciainmediatamente después.

La prudencia del Comité para elNobel es notoria: jamás se premianresultados que no hayan sidoconfirmados, ni teorías que no se hayanverificado experimentalmente; por esta

razón Peter Higgs y François Englert hantenido que esperar tanto. Pero este añotodo el mundo cree que ha llegado sumomento. Está claro que sus nombresestán en la reducida lista de losfavoritos, pero todavía no se ha dicho laúltima palabra. En primer lugar, hay unaespecie de rotación informal entre lasáreas premiadas: física de partículas,astrofísica y física del estado sólido; enocasiones pueden implicarse otras áreasde investigación. Luego hay que tener encuenta que los premiados no pueden sermás de tres. En realidad, el testamentode Alfred Nobel disponía que el premiofuese entregado «a la persona que hayarealizado el descubrimiento o invención

más importante en el campo de lafísica», pero la norma se ha idomodificando hasta permitir premiar atres individuos; así que, en teoría,además de Higgs y Englert, cabríapremiar a un tercer teórico entre todoslos que han trabajado con las simetrías oel mecanismo de ruptura electrodébil.

Hay quien sugiere que el comitépodría otorgarle la tercera medalla alCERN. De ese modo se rompería unatradición centenaria, pero si las reglasya cambiaron en una ocasión, podríanvolver a cambiar. La investigación estáen continua evolución y antes o despuésla Real Academia de las Ciencias deSuecia tendrá que reconocer que cada

vez es más difícil asignarle el premio aun individuo en concreto cuando elresultado se obtiene gracias acolaboraciones donde trabajan miles decientíficos. Esta vez las cosas podríanser distintas, ya que el descubrimiento lohan hecho el ATLAS y el CMS gracias alas excelentes prestaciones del LHC.¿Por qué no premiar a toda laorganización internacional, que hasabido gestionar y coordinar estegigantesco esfuerzo?

En el CERN muchos son de estaopinión; incluso alguno se lanza aintentar una especie de presión«política» hacia miembros conocidos dela Academia. Pese a ser

contraproducentes, estas maniobrasgeneran cierta expectativa.

La mañana del martes 8 de octubrede 2013, todos estamos expectantes.Está previsto que el resultado se anunciea las once y cientos de personas sereúnen frente a las pantallas que se haninstalado en varias zonas dellaboratorio. Los chicos, como decostumbre, bromean; se han hecho conunas medallas del Nobel de chocolate yme han puesto una al cuello para hacerseuna foto conmigo. El anuncio tarda, locual es extraño, y empiezan a corrervoces de que la asignación de la terceramedalla está siendo objeto de discusión.Alguien ha propuesto concederla al

CERN y ha habido palabras gruesas. Alfinal aparece la locutora y la sala sesume en un silencio sepulcral. Losganadores son François Englert y PeterHiggs. Se oyen gritos de júbilo por lospasillos, se abren botellas de champán ytodo el mundo salta y baila. La verdades que no me sorprende, estaba segurode que pasaría. Lo emocionante llegacuando la locutora detalla los motivos:«[…] teoría que ha sido comprobadagracias al reciente descubrimientorealizado por el CMS y el ATLAS en elCERN». Cuando oigo nombrar nuestrosexperimentos me doy cuenta de que loque hemos hecho pasará a la historia.

Al día siguiente recibo una llamada

de François Englert, que ni siquiera meda tiempo a que lo felicite. «¿Teacuerdas de nuestra apuesta?», me dice.«Prepárate. Nos vamos a Estocolmo».Así empezó para nosotros el año de lostrajes elegantes. En el CERN y en Pisase reirán de mí cuando me vean apareceren los periódicos o la televisión vestidocon esos atuendos elegantes tan distintosde mis habituales tejanos. Empecé conun traje azul en septiembre de 2012,cuando el presidente de la República,Giorgio Napolitano, nos invitó a SergioBertolucci, Fabiola y a mí al Quirinalepara hacernos entrega de unacondecoración y para que habláramospor televisión a todos los jóvenes

estudiantes de las escuelas italianas.En abril de 2013 todavía nos

ponemos más elegantes: nos entregan elFundamental Physics Prize en Ginebra;la etiqueta requiere esmoquin para loshombres y vestido largo para lasmujeres. Este premio es uno de losreconocimientos más importantes delmundo; por el descubrimiento del bosónde Higgs se lo conceden a «los sietemagníficos» (así nos bautizó la prensa).Lyn Evans, Jim Virdee, Fabiola Gianotti,Joe Incandela, Peter Jenni, Michel DellaNegra y yo nos repartimos los tresmillones de dólares que Yuri Milner, unmultimillonario ruso aficionado a lafísica, decidió otorgar anualmente a los

científicos que hayan contribuido alprogreso de los conocimientosfundamentales. Cuando recibimos lallamada que anunciaba el premio, todospensamos que era una broma. Yo estabaen un ciclo de conferencias en Tokio yme encontraba en uno de esosrestaurantes tradicionales donde se cenade rodillas. Salí para no molestar ytardé un rato en entender que la cosa ibaen serio, porque Joe Incandela, que mellamaba desde el CERN paratransmitirme la noticia, se reía. Y ahoraestamos aquí, en el Palacio de losCongresos de Ginebra, con el ganadorde un Oscar, Morgan Freeman, que estanoche presentará la velada. Antes de la

ceremonia, donde también se realizaráun pequeño homenaje a StephenHawking, el famoso científico deCambridge que lleva años luchandocontra una terrible enfermedad, cenamosen el Hotel des Bergues. Estoy sentadoal lado de Freeman, que es uno de misactores favoritos. Entre otras cosas,descubro que siente auténtica curiosidadpor la física; después de intercambiaralgunas frases de cortesía, hablamos dela inflación, los multiversos y lasextradimensiones.

Ante nosotros hay quinientosinvitados; Fabiola lleva un vestido largorojo que contrasta con el blanco y negrode los seis hombres de esmoquin.

Conocemos todos y cada uno de losrostros de las personas que nos aplaudenen la platea. Están aquí muchos de losjóvenes que han participado en ambosexperimentos, los que han estado enprimera fila en los análisis del Higgs.También hay muchos amigos queapoyaron el proyecto desde el principio,los pioneros del ATLAS y el CMS, ymuchos físicos e ingenieros que hanconstruido y puesto en marcha el LHC.El único problema es que Steve Myersno se cuenta entre los premiados. Poralguna incomprensible razón el comiténo lo ha considerado merecedor delgalardón. Personalmente me parece unainjusticia.

Pero el culmen de la elegancia llegael 10 de diciembre en Estocolmo,cuando nos ponemos el frac para laceremonia del Nobel y la cena de galacon el rey de Suecia que tendrá lugarjusto después.

Al final, a pesar de mis nervios de lanoche anterior, los sastres de HansAllde han realizado un trabajoestupendo y el frac me queda como unguante; respiro, aliviado. Cuando meencuentro con Jim Virdee, Peter Jenni yJoe Incandela, todos vestidos comopingüinos, se nos escapa la risa;rebosamos buen humor. Estamos aquípara homenajear a los dos jovenzuelosvivarachos que desprenden alegría por

todos los poros. Incluso Peter,normalmente taciturno y lacónico, haresultado ser un conversador brillante.Durante el banquete ha tenido que tomarla palabra, y se ha defendido muy bien.Ahora camina con soltura por lossalones durante el baile que cierra lavelada, bromea y reparte palmadas en elhombro. Toda una metamorfosis. La fotoque nos sacamos juntos —yo en medio,entre él y François, todos un pocoachispados— es uno de los recuerdosmás preciados que guardo de aquellainolvidable noche.

EL ORIGEN DEL UNIVERSO

El descubrimiento del bosón de Higgssupone un hito en la historia delconocimiento. Ahora podemosreconstruir lo que ocurrió instantesdespués del Big Bang, cuando el campoescalar del Higgs se instala en latotalidad del universo, en todos losángulos, y llega a los lugares másremotos. En solo la centésima parte deun millardésimo de segundo ocurre algoque decidirá el destino de ese objeto,todavía incandescente, a lo largo demiles de millones de años.

En ese preciso momento, unainfinidad de bosones de Higgs, que hastaentonces se habían desplazado a lavelocidad de la luz, se condensancristalizando para siempre en un campoomnipresente: el campo de Higgs. Lafuerza electromagnética, que hastaentonces había acompañado a la fuerzadébil, se separa de esta definitivamente.Por lo que respecta a los fotones, que nointeractúan con el campo de Higgs, todose queda igual. Los W y los Z se quedanenvueltos en las redes del campo y sevuelven lo suficientemente compactoscomo para no dejar que la interaccióndébil tenga efectos más allá de lasínfimas distancias subnucleares. Por

último, las partículas elementales sediferencian entre sí dependiendo de suinteracción con el campo, lo cualimplica que irremediablemente acabanpor adquirir masas diferentes.

En un abrir y cerrar de ojos todo hacambiado para siempre.

Gracias a este delicado mecanismola materia ha adquirido lascaracterísticas que hoy conocemos. Lamasa específica que obtienen loselectrones les permite orbitar de formaestable alrededor de los núcleos,formando así los átomos y lasmoléculas. El mismo mecanismo hadado origen a las enormes nebulosasgaseosas de las que surgieron las

primeras estrellas y más tarde lasgalaxias, los planetas y los sistemassolares, incluso los primerosorganismos vivientes, cada vez máscomplejos hasta llegar en últimainstancia a nosotros. Sin el vacíoelectrodébil, sin este delicado armazónque sostiene la enorme estructuramaterial a la que llamamos «universo»,nada de esto sería posible.

Si después de miles de millones deaños de fiel servicio, el bosón de Higgs,en cualquier momento —sea mañana alas 5.45 o dentro de dos millardos deaños—, repentinamente «decidiera»cruzarse de brazos y declararse enhuelga, el universo desaparecería en una

colosal burbuja de energía.Con el descubrimiento del bosón de

Higgs celebramos también otro éxito dela ciencia. Hoy en día podemos decirque estamos empezando a entender elmecanismo que ha producido la rupturade la simetría electrodébil; se trata deotro triunfo del Modelo Estándar,aunque es un triunfo bastanteproblemático.

Sabemos que tarde o tempranodescubriremos una teoría más generalque explicará la materia en una escalade energía mucho más amplia y queincluirá el Modelo Estándar como uncaso particular. Sabemos que al alcanzarenergías más elevadas de las que se han

podido explorar hasta ahora muchascertezas se desmoronarán. El ModeloEstándar se quebrará y encontraremosnuevas interacciones o nuevas partículasque arrojarán luz sobre algunas de lasgrandes cuestiones que a día de hoysiguen abiertas: la inflación, launificación de la gravedad, la energíaoscura.

Pero ¿en qué escala de energíaocurrirá todo esto?

La comunidad científica, que harecobrado vigor tras el descubrimientodel bosón de Higgs, lleva añosintentando responder a esta pregunta.Estamos en medio de una revolucióncientífica cuyos límites entenderemos

con más claridad dentro de unosdecenios.

EL HIGGS Y LA NUEVA FÍSICA

El bosón de Higgs no es una partículacomo las demás, sino que es la que lesda a todas su masa e interactúa tanto conlas que ya conocemos como con las quetodavía quedan por descubrir. Así pues,el recién llegado se convierterápidamente en un instrumento deinvestigación. Es como si tuviéramos adisposición una antena ultrasensible quenos proporciona pistas sobre esa partedel mundo que nos es inaccesible.

Recibe señales débiles peroperceptibles incluso de ese componenteque vive escondido en el lado oscurodel universo.

Así que en cuanto pasa la euforia deldescubrimiento y los trajes elegantesregresan al armario, debemos volver altrabajo para responder a una larga seriede interrogantes. En primer lugar cabepreguntarse si la partícula que acabamosde encontrar está realmente sola, comocontempla el Modelo Estándar, o laacompañan cuatro amigos, como prevéla supersimetría.

La supersimetría agrupa bajo sunombre una extensa familia de teoríasmuy diferentes entre sí, unidas por la

hipótesis de que existe una especie derelación que asocia a cada bosón(partícula con espín entero) un fermión(partícula con espín fraccionario). Derepente, la supersimetría multiplica pordos todas las partículas conocidas. Cadapartícula tiene una superpareja cuyoespín difiere de 1/2.

En el Modelo Estándar losfermiones son las partículas queconstituyen la materia, mientras que losbosones son las que transportan lasinteracciones. En el mundosupersimétrico ocurre lo contrario: laspartículas de materia tienen el espínentero mientras que las que portan lasinteracciones son fermiones.

Esta simetría debía de ser perfectainmediatamente después del Big Bang,pero seguramente se rompióespontáneamente en alguna tempranísimafase de la evolución del universo, razónpor la cual a nuestro alrededor solo haquedado materia ordinaria.Aparentemente, todas las partículassupersimétricas han desaparecido, aexcepción del neutralino y otraspartículas neutras, estables y muycompactas, que interactúan débilmente yque explicarían la materia oscura. Laausencia de partículas de supermateria anuestro alrededor podría deberse alhecho de que las parejas supersimétricasson mucho más pesadas que las

partículas conocidas, pero no sabemosexactamente cuánto más pesadas.Podrían tener una masa de cientos deGeV o de un TeV, o incluso decenas deTeV.

Si damos por válida la teoría deSUSY, surge de forma natural uncandidato para la materia oscura: elneutralino. Además, la presencia departículas supersimétricas parecegarantizar la posibilidad de «reunir»todas las fuerzas conocidas (excepto lagravedad) en una única superfuerza quedominaba el universo en sus primerasfases, incluso antes de la condensacióndel campo de Higgs; huelga decir quesería una visión del universo

completamente nueva.Entre otras cosas, SUSY habla de

muchos tipos de bosones de Higgs, lossuficientes como para formar unaverdadera familia. El componente másligero tendría una masa que no superaríalos 130 GeV y sería parecido al Higgsque contempla el Modelo Estándar, esdecir, el que hemos observado en elLHC. Entre otras cosas, nuestrodescubrimiento no considera otrosmodelos supersimétricos que preferíanun Higgs más ligero que se encontraraentre los 100 y los 120 GeV. Son muchoslos que todavía abogan por una partículacon una masa cercana a los 125 GeV,pero para demostrar que el bosón que

nosotros hemos observado es enrealidad un «super-Higgs» tendrán quedescribir uno de los hermanos quecomponen la familia, o encontrar algunaanomalía en sus interacciones con otraspartículas.

En realidad, desde el punto de vistade la mecánica cuántica, una partículaescalar ligera como el Higgs que hemosdescubierto es un objeto insólito. Elhecho de que interactúe preferentementecon las partículas más pesadas hace queel Higgs mantenga una relaciónprivilegiada con el quark top. Hay queimaginárselo como envuelto en una nubede top que, en teoría, alteraría de formasignificativa su masa. Concretamente,

las correcciones cuánticas deberíanhacerlo más pesado incontrolablemente,llevando su masa hasta nivelesabsurdos, mucho más altos que los 125 GeV que hemos registrado. Dadoque esto no ocurre, cabe pensar en laexistencia de un mecanismodesconocido construido ad hoc que loprotege; también es posible que porcada aporte que tienda a «engordarlo»haya uno que tienda a «adelgazarlo» enigual medida. Esta última posibilidadsería la correcta si SUSY estuviera en locierto. El signo de las aportaciones a lascorrecciones cuánticas de la masa esopuesto para fermiones y bosones, asíque por cada aporte positivo debido al

quark top tendríamos uno negativodebido al squark stop. Es decir, mientrasla nube de partículas que rodea en todomomento el Higgs tiende a aumentar sumasa, la nube de «spartículas» tiende areducirla; así, los fenómenos seaniquilan mutuamente y el bosón semantiene ligero.

La presencia de partículassupersimétricas explicaría por qué elHiggs es tan ligero; es una de lasrazones por las que SUSY mantiene suencanto. Con todo, para que este genialmecanismo pueda funcionar, el squarkstop no debería tener una masa muchomayor que la del top, que ronda los 173 GeV. Aquí nos encontramos con un

problema: si los stops fueran tan ligerosya los habríamos producido a montones;en cambio, todas las investigacionesrealizadas hasta hoy no han tenido éxito,y sabemos que los stops, si existen,tienen una masa mayor que 4-500 GeV.

Así pues, SUSY es una teoríamaravillosa capaz de resolver de golpealgunas de las cuestiones más profundasde la física moderna (la materia oscura,la gran unificación, el rompecabezas delHiggs ligero), pero tiene un punto débil:nadie ha logrado ver ni una de lasmuchas partículas de las que habla.Tanto el ATLAS como el CMS hanrealizado cientos de investigacionesindependientes sin que ninguna llevara a

ningún descubrimiento. En cada ocasión,lo único que hemos logrado ha sido ircambiando el límite inferior de la masaque podrían tener las partículassupersimétricas.

Si SUSY existe, sus partículas debende ser realmente pesadas, y dado quepor ahora no tenemos indicios, más deuno empieza a pensar que ha llegado elmomento de abandonar esta hermosaconjetura, pero todavía es pronto parahacerlo, sobre todo porque en lospróximos años tendremos la posibilidadde explorar de forma sistemática unagigantesca región de energía en la quepodrían esconderse muchas sorpresas.

Así pues, el descubrimiento del

Higgs abre muchos frentes deinvestigación simultáneamente.

Por un lado sigue la caza departículas supersimétricas:aprovechando el aumento de energía delLHC, que en 2015 volvió a ponerse enmarcha a 13 TeV, se espera poderproducir las partículas compactas quehan logrado escapar a lasinvestigaciones realizadas a 7-8 TeV.Ahora tenemos un vínculo más gracias ala presencia de este objeto de 125 GeV.Sabemos que si no encontramos un stopde menos de 2 TeV, ese mecanismo decancelación tan elegante que permite queSUSY mantenga su sex appeal ya noestaría justificado, y SUSY entraría en

crisis, al menos en sus versiones máscorrientes.

Simultáneamente se buscanhermanos del Higgs en la región que yaha sido explorada durante la búsquedadel bosón del Modelo Estándar. Eltrabajo realizado hasta el momento no essuficiente, porque ahora buscamospartículas con características muydiferentes. Los hermanossupersimétricos del Higgs tienen modosde producción y desintegraciónpeculiares, lo cual obliga a llevar acabo estrategias muy diferentes. Ademásse necesita una gran cantidad de datos,porque siendo tan compactas sonpartículas difíciles de producir y por

tanto de encontrar.Paralelamente a todo esto siguen los

estudios sobre el bosón de Higgs en 125 GeV. El Modelo Estándar haconjeturado cada una de suscaracterísticas con extrema precisión.Hasta ahora todo lo que hemos vistoconcuerda con las previsiones, peronuestra precisión es limitada a causa dela pequeña cantidad de bosones quehemos conseguido reconstruir. Paramuchos procesos de desintegración, laincertidumbre de nuestras medicionessupera ampliamente el 10%; y todavíahay lugar para discrepancias menores deeste valor, como las anomalías previstaspor SUSY.

En los próximos años se podránseleccionar decenas de miles debosones en el LHC, lo cual permitiráestudiar sus característicasdetalladamente; solo con medir inclusola más pequeña de estas anomalíastendremos una prueba indirecta de laexistencia de nuevas partículas;tendremos la prueba científica de queexiste una nueva física y sabremostambién en qué región de energía buscar.

He aquí nuestra secreta esperanza:que el bosón de Higgs reciéndescubierto pueda servirnos de portalhacia la nueva física y que todo loocurrido en 2012 sea el primer eslabónde una larga cadena.

EL FIN DEL UNIVERSO

El vacío electrodébil juega un papeldecisivo en la evolución del universo.Ahora que hemos medido con precisiónla masa del Higgs ya no quedanparámetros libres en la teoría y podemosutilizar el Modelo Estándar y todo loque conocemos de la mecánica cuánticapara estudiar su evolución.Concretamente, desde que anunciamoslos primeros indicios del bosón, variosgrupos de teóricos se preguntaron losiguiente: ¿qué puede decirnos un Higgsde 125 GeV acerca de la estabilidad del

vacío electrodébil?Así formulada parece una pregunta

reservada a los expertos, pero enrealidad nos interesa a todos, porqueguarda relación con el destino denuestro universo. La ruptura espontáneade simetría juega un papel decisivo en elmecanismo que, regulando el juego deinteracciones, le ha dado su peculiarforma al universo que nos rodea. Lascaracterísticas de nuestro vacíoelectrodébil, que diferencia la fuerzadébil de la electromagnética, puedenestudiarse en función de muchosparámetros, pero los dos másimportantes son la masa del quark top yla del bosón de Higgs, las partículas

más pesadas del Modelo Estándar.Ahora que conocemos bien estos valoreses posible calcular cómo se comporta elvacío electrodébil en función de laenergía. De este modo se puede intentarcomprender cómo llegó a instalarse enlos primeros instantes de vida deluniverso y quizá llegar a intuir algo desu futura evolución.

Los cálculos que se han realizadoson bastante simplificados; presuponenque el Modelo Estándar es válido paratodas las escalas de energía, y sabemosque esta hipótesis podría no ser válida.Además, no consideran el papel quepuede jugar la gravedad: es unahipótesis fuerte porque todavía no

sabemos qué ocurre con la interacciónmás misteriosa en niveles de energíaelevados. Sea como fuere los resultadosobtenidos son muy intrigantes y handesatado un debate que sigue a día dehoy.

Utilizando la masa del top y la delHiggs se puede construir una especie dediagrama de fase del vacío electrodébil,es decir, un gráfico parecido a los quese utilizan para definir el estado físicode un fluido como el agua. Sabemos quedependiendo de la temperatura y lapresión el agua puede presentarse enestado líquido, sólido o gaseoso. Encondiciones de presión atmosféricanormales el agua se congela por debajo

de los 0 °C; entre los 0 °C y los 100 °Cse encuentra en estado líquido; y porencima de 100 °C se evapora. Algoparecido ocurre con el vacíoelectrodébil, cuyo estado puedeestudiarse en función de las masas deltop y del Higgs, dos parámetros quetienen un papel similar al de la presión yla temperatura para el agua.

Llegados a este punto, nosencontramos con una sorpresa. Teniendoen cuenta este estudio, nuestro universose nos presenta como algo realmenteespecial; los valores «tan particulares»de la masa del top y el Higgs colocan aluniverso en un estado de equilibriometaestable, esto es, en el límite entre

una región de equilibrio permanente y lainestabilidad total.

Si el top y el Higgs tuvieran masasligeramente diferentes el vacíoelectrodébil habría sido tan inestableque no hubiera habido evolución alguna;el microscópico desgarro que se abrióen el vacío cuántico del Big Bang habríavuelto a cerrarse inmediatamente y todohabría acabado incluso antes deempezar. Esos valores «tanparticulares» hicieron que el vacíoelectrodébil pudiera formarse y resistirdurante miles de millones de años,dando lugar a la evolución de la queprocedemos.

Con todo, la estabilidad no es

absoluta. Si en alguna parte deluniverso, por alguna misteriosa razón, segeneraran energías un millardo de vecesmayores que las que se han desarrolladoen el LHC, el vacío electrodébil podríaceder de golpe. Con toda probabilidad,el desgarro local saldría de suconfinamiento. Cuando en una zonadeterminada el sistema se aboca haciaun nuevo equilibrio, toda la energíasobrante almacenada en el vacío seemite en forma de calor; así, el cosmosentero desaparecería engullido por unagigantesca bola de luz.

He aquí dos alternativas para el findel universo: si el vacío electrodébilresiste, la energía oscura irá alejando

los objetos entre sí, hasta que laoscuridad y el frío reinen indemnes; sinembargo, una catástrofe cósmica (uncambio en la estructura del vacío)podría interrumpir la lentísima danzamacabra de la energía oscura yproporcionarnos una salida de escenamás rápida y decididamente másespectacular.

Nos queda el consuelo de pensar quesobre la base de lo que sabemos hoy endía ninguna de estas opciones esinminente; podemos preparartranquilamente nuestras vacaciones deverano, o planificar una sosegadajubilación. Es muy probable que eluniverso tenga por delante todavía unos

cuantos miles de millones de años devida relativamente tranquila.

Lo más intrigante de este asunto esque del estado de metaestabilidad delvacío electrodébil parece desprenderseuna relación entre la precariedad de lacondición humana y la del universo engeneral. Es como si nuestra fragilidad encuanto seres humanos —cuerposdelicados que pueden perecer por culpade un estúpido fragmento de ADNenloquecido, o cayéndose por lasescaleras— fuera un reflejo a escalamicroscópica de una precariedadcósmica que afecta a todo el resto,incluso a las gigantescas estructuras quenos rodean y nos parecen inmortales.

Lo que estas hipótesis sobre laestabilidad del vacío electrodébilsugieren ha reavivado el interés por lasteorías relativas a los multiversos; si seconsidera que nuestro universo es partede una multitud de universos diferentescaracterizados por condiciones inicialestotalmente casuales, no resulta tansorprendente que para nosotros el quarktop y el Higgs tengan esos valores demasa tan particulares; si hubiesen sidodiferentes el universo no habría tenidotiempo de evolucionar tanto como paradar vida a seres que se plantearan estaspreguntas.

Así, todo resultaría más claro ysencillo. Imaginemos a un niño con los

ojos vendados cogiendo números al azarde un recipiente rotatorio como los quese usaban hace años en los sorteos de lalotería. Cada número define el valor deuna constante fundamental para undeterminado universo. Habrá unainfinidad de universos desafortunadoscuya evolución es brevísima; en cambiohabrá otros, más afortunados, quepodrán evolucionar durante algúntiempo. Incluso habrá algunos, realmenteafortunados, que podrán durar millonesy millones de años, como el nuestro.

Para responder a estas preguntas,mientras el LHC siga en marcha, habráque seguir con la exploración de lanaturaleza y construir nuevos

aceleradores: máquinas electrón-positrón que se utilicen como fábricasde Higgs y permitan medir todas lascaracterísticas con precisión, ymáquinas protón-protón de altísimaenergía que permitan explorar losdetalles de la ruptura de la simetríaelectrodébil y buscar nuevas partículas yfuerzas.

La carrera hacia la física del futurono ha hecho más que empezar.

9.UNA PUERTA HACIA EL FUTURO

«¡ES MÁS O MENOS LO MISMO QUEHEMOS GASTADO EN EL INTER DURANTELOS ÚLTIMOS AÑOS!»

UX5, caverna del CMS enCessy, 18 de enero de 2011,

16.00

Me he reunido con decenas de ministrosy jefes de Estado. Cada vez que unaautoridad decide visitar el LHC y

conocer sus experimentos, elDepartamento de Protocolo del CERNacude a nosotros. Tenemos que ir abuscar a los visitantes al P5 y guiarlospor la caverna del CMS. Es unaactividad más entre las muchas de unportavoz, pero nos roba un montón detiempo. Además, desde que el CERNocupa la primera página de losperiódicos las visitas de los VIP hanalcanzado el preocupante ritmo de dos otres por semana.

He conocido a Alberto II, rey deBélgica, al secretario general de la ONUBan Ki-moon, al presidente de laComisión Europea José Manuel DurãoBarroso y a muchos ministros y jefes de

Estado, entre ellos Giorgio Napolitano.Tuve la oportunidad de charlar conmuchas personas interesantes, como BillGates o Elon Musk, que hizo una fortunainventando PayPal y ahora se dedica afabricar coches eléctricos con TeslaMotors y cohetes con SpaceX. Me reunícon personas llenas de curiosidad que seinteresaban por todo, pero también tuveque recibir a un buen número depersonajes a quienes solo lesinteresaban las cámaras de losfotógrafos y las entrevistas de losperiodistas. Recuerdo claramente a unpar de ministros que con la miradavidriosa de quien tiene la cabeza en otraparte no dejaban de lanzar vistazos al

reloj, ansiosos por que la visitaterminara lo antes posible.

Hoy recibimos a un invitado muyespecial y Lucio Rossi lleva un mespreparando la visita para que salga a laperfección; viene a visitarnos MarcoTronchetti Provera, administradordelegado de Pirelli y forofo del Inter,donde también es miembro del consejode administración. Lucio y yo somosforofos del equipo milanés desde queéramos pequeños; en aquellos tiemposel Inter no tenía rival y lo ganaba todo.Pasaron los años y nos mantuvimossiempre fieles, incluso en su época másnegra, cuando no daba pie con bola yperdía en el último minuto partidos y

campeonatos que parecían ganadosdesde el principio.

Lucio ha preparado una sorpresaespecial para la visita de TronchettiProvera, pero no ha querido contársela anadie, ni siquiera a mí. Cuando entramosen el SM18, la enorme nave donde seprueban los imanes y que dirige Lucio,nos topamos con la sorpresa y nosechamos a reír.

Los imanes del LHC se guardan encilindros de acero de quince metros delargo y sesenta centímetros de diámetro,totalmente azules. Lucio ha hecho pintaruno con barras de color negro, y ahorael cilindro parece lucir la camisetanegra y azul. Una foto nos inmortaliza a

los tres, sonrientes, posando ante elimán.

La broma creó una atmósferadistendida que hizo la visita mucho másplacentera. Tronchetti Provera pertenecea la familia de los visitantes curiosos, alos que me resulta ameno acompañar.Cuando entramos en nuestra cavernaenseguida se percata de los muchosarmarios de fibras ópticas y quieresaber qué ocurre en esas miles deconexiones. Le explico que sirven paratransportar las señales de los detectores,para que puedan luego ser digitalizadasy enviadas a los ordenadores, quereconstruyen el evento. Los datos de loscuarenta millones de colisiones por

segundo del LHC, cada una de 1megabyte de tamaño, hacen que en esoscircuitos circule una cantidad deinformación equiparable a la que rodeaa la Tierra; como si el intercambio deinformación que tiene lugar dentro delCMS doblara de golpe el volumen deinformación que los humanos seintercambian entre sí mediante teléfonos,ordenadores, televisión por satélite ycable, etcétera.

La pregunta que sigue es inevitable:¿cuánto cuesta todo esto? Cuandomenciono los 475 millones de francosdel gasto global del CMS, TronchettiProvera responde: «Me imaginaba más.Es más o menos lo mismo que hemos

gastado en el Inter en los últimos años».Con todo el respeto hacia el fútbol y

los forofos, creo que vivimos en unmundo muy extraño si podemos gastarcifras de este calibre en mantener laactividad de un buen equipo (y tenemosunos cuantos), pero nos cuesta hacerinversiones similares para comprenderlos misterios de la naturaleza yprogresar en nuestro conocimiento.

EL PRECIO DE LA INVESTIGACIÓN

El precio total del LHC, es decir, elacelerador y los detectores, puedecifrarse en seis mil millones de francos

suizos. Han hecho falta veinte años paraconstruir aparatos tan complejos, y hahabido contribuciones procedentes detodo el mundo, si bien la mayor parte dela financiación proviene de los paíseseuropeos que gestionan el CERN. Sidividimos el coste entre todos loshabitantes del planeta y tenemos encuenta todo el periodo de construcción,podemos decir que el LHC ha costadomás o menos un franco suizo por barba,o si se prefiere, 5 céntimos de franco alaño.

La física de altas energías es cara;para construir sus grandesinfraestructuras hay que gastar miles demillones de euros; son cifras

considerables que hay que estudiarminuciosamente porque provienen delerario público. No hay que olvidar quenuestros experimentos se financian conlos impuestos, pagados en gran medidapor los asalariados y los pensionistas.

Es inevitable que cada inversióncientífica se discuta al detalle; además,hay que plantearse algunas cuestiones:¿es realmente necesario dedicar todosestos recursos a la investigación? ¿Quéimpacto puede tener el descubrimientodel bosón de Higgs en nuestra vidadiaria? ¿No sería mejor invertir estascantidades en combatir enfermedades?¿O en erradicar el hambre en el mundo?¿O en mitigar los cambios climáticos?

Son preguntas frecuentes queaparecen en todos los debates públicos.Para intentar darles una respuesta esnecesario analizar el alcance delfenómeno.

Cualquier actividad de la quedependa mucha gente, como unauniversidad o un gran hospital, tiene unbalance anual de entre quinientos y milmillones de euros. El CERN, con sus2240 empleados estables y los miles deinvestigadores asociados queaprovechan las infraestructuras perocobran de sus universidades yorganismos de investigación, no es unaexcepción. Su balance anual es dealrededor de 900 millones de euros.

Cualquier país invierte anualmentemiles de millones de euros paramantener y ampliar sus infraestructurasde transporte: un kilómetro de autopistao de línea ferroviaria cuesta alrededorde 20 millones de euros. Por motivosque no vienen al caso, en Italia loscostes aumentan, y mucho. Los 62kilómetros de autopista que conectanBrescia y Bérgamo con Milán lecostaron al contribuyente 2,4 millardosde euros. La línea C del metro de Roma,que todavía no ha sido completada,costará 4,2 millardos de euros, y son26,5 kilómetros de recorrido.

Por no hablar de los gastos enarmamento y equipamientos militares. El

coste de un avión de combate actual vadesde los 130 millones de dólares de unF35 o los 200 de un F22 hasta los 1200de un bombardero invisible B2. Italiapiensa comprar noventa cazas F35 enlos próximos diez años por un total demás o menos 14 000 millones de euros.Un cazatorpedero cuesta 2000 millonesde dólares; el modelo más avanzado, el«invisible» Zumwalt, que ha sidopresentado recientemente por EstadosUnidos, cuesta 4400 millones; se prevéque se construyan tres, y el programaentero lo financia un total de 23 000millones de dólares.

Si analizamos las grandes empresascientíficas en las que se ha trabajado

durante largos periodos, empresasparecidas en volumen y complejidad alLHC, los costes son similares. Porejemplo, el Proyecto Genoma, queempezó en 1990 y concluyó en 2003 conla reconstrucción de todas lassecuencias del ADN humano, costó unos4700 millones de dólares.

Para explorar los rincones másremotos del universo, la NASA pondráen órbita en 2018 al sucesor del Hubble,un nuevo y gigantesco telescopioespacial. Esta joya de la tecnología hasido dedicada a James Webb, el directorde la NASA que lanzó el programaApolo, y se prevé que cueste unos 8000millones de dólares.

Por no hablar de la EstaciónEspacial Internacional ISS (InternationalSpace Station), a la cual hemos enviadoa nuestros astronautas, como LucaParmitano o Samantha Cristoforetti. Elprimer módulo de la estación fuelanzado en 1998 y el coste del programadurante los primeros diez años deactividad superó los 140 000 millonesde dólares.

La humanidad invierte cifrasimportantes en proyectos ambiciosos deinvestigación científica. Los proyectoscomo el LHC constituyen una pequeñaparte de la inversión global que elmundo entero realiza en nuevosconocimientos y es una porción

insignificante de la riqueza queactualmente se produce en el mundo.

Si consideramos los cinco paísesque más invierten en investigación ydesarrollo —Estados Unidos, China,Japón, Alemania y Corea del Sur— lacifra anual de lo que gastan en estesector supera los miles de millardos dedólares. Parece una cantidad imponente,pero no es más que el 3% de los 35 000millardos de dólares de riqueza queestos países producen anualmente.

En última instancia, la preguntacorrecta es si la inversión necesariapara mantener estas investigaciones estájustificada por los resultados queproducen.

En el campo de la investigacióncientífica el objetivo es mejorar nuestracomprensión de la naturaleza, lo cual, amenudo, se concreta en formas muyabstractas: entender la rupturaespontánea de la simetría electrodébil,buscar nuevas dimensiones espaciales,comprender el mecanismo de lainflación, etcétera, pero cuanto másabstractos son nuestros objetivos, tantomás concretos y materiales son losinstrumentos necesarios paraalcanzarlos; cuanto más alto queremosvolar, más firmes tenemos que tener lospies en el suelo.

Nosotros, los físicos de partículas,vivimos continuamente en una especie

de desdoblamiento: un día nosenzarzamos en discusiones acerca delvacío electrodébil y de cómo acabaránuestro universo —cuestiones que rayanla filosofía—, y al siguiente estamos enel laboratorio desarrollando nuevosmateriales, concibiendo nuevosdetectores y construyendo, a veces connuestras propias manos, prototipos detecnologías que podrían cambiar elfuturo de todos.

Ya ha ocurrido en el pasado y podríavolver a ocurrir.

INVESTIGACIÓN Y NUEVAS TECNOLOGÍAS

En 1989 no habríamos podido imaginarque lo que hacía Tim Berners-Lee en undespacho a pocos metros del nuestrocambiaría tan profundamente el mundo.La introducción de la World Wide Webes un ejemplo de cómo las innovacionesmás importantes a menudo recorrencaminos insospechados. En el CERN,nadie quería inventar la web, ni siquieraBerners-Lee, pero había que solucionarun problema: los experimentos del LEPestaban produciendo una gran cantidadde datos: informes, gráficos, fotografíasy dibujos técnicos. Había que encontraruna forma de organizarlos para quemiles de colaboradores pudieranacceder a ellos. He aquí cómo se

encontró una solución al problema: unjoven se interesa por el asunto y quiereprobar si su idea funciona, su jefe noacaba de entender qué es lo que intenta,pero le deja hacer, y de golpe… ¡crac!El mundo cambia para siempre.

El 6 de agosto de 1991 nace laprimera página web; hoy se cuentan pormillones. Y lo mejor de todo es que esgratis. A veces pienso en cuántosproyectos podríamos llevar a cabo sicada vez que se abriera una página webentrara un céntimo en los fondos delCERN, pero el pacto es claro: nuestrasinvestigaciones se financian con fondospúblicos, así que todo lo queencontramos pasa directamente a estar a

disposición del mundo entero, de formagratuita. No hay royalties, ni beneficios,ni patentes sobre aquello que se inventao descubre en la física de altas energías.El mundo ya ha pagado su deuda con elCERN al financiarlo; incluso siobviamos los aspectos culturales ycientíficos, el impacto económico denuestra actividad ha superadosobremanera la inversión inicial.

El ejemplo de la web es el máscitado y nos atañe directamente, peroson muchas las tecnologías que derivande la física y han cambiado nuestrasvidas; por ejemplo, los rayos X. En1895, pocos días antes de Navidad, elalemán Wilhelm Röntgen consiguió que

su mujer Anna Bertha, quien se mostróun poco reacia al principio, se quedaraquieta quince minutos con la manoapoyada en una placa fotográfica bajo laextraña bombilla de cristal con la que elmarido llevaba meses trasteando;aquella primera radiografía revolucionópor siempre los diagnósticos y lamedicina en general.

Röntgen intentaba entender quéfenómenos actuaban cuando se hacíapasar corriente entre los electrodos deun tubo de vacío; nunca imaginó queestaba dando los primeros pasos haciauna tecnología que salvaría millones devidas.

Imaginemos por un momento qué

opinión tendría un hombre de la calle definales del siglo XIX: «¿Para qué sirvenestos incomprensibles estudios? ¿Nosería mejor dedicar estos recursos encurar a los niños que mueren de tosferina?».

A menudo, los descubrimientos quecambian el mundo recorren caminoserráticos e imprevisibles. En ocasiones,las tecnologías más importantes sondesarrolladas casi involuntariamente porquien no las busca de forma explícita; aveces, tienen que pasar años antes deque una idea pueda aplicarse. Es comoun río cárstico que desaparece en unacaverna subterránea y recorrekilómetros antes de emerger de nuevo

con todo su caudal.En la base de todo están los cambios

seculares, los descubrimientos quetrastocan los paradigmas de referencia.Al principio, nadie les ve una utilidad;luego, quizá al cabo de décadas, seinstalan en la vida cotidiana de laspersonas. El mismo Röntgen noimaginaba que su descubrimiento podríaser el inicio de un recorrido que nos hallevado hasta las tomografías axialescomputarizadas, las ecografías, lasresonancias magnéticas; innovacionessin las cuales la medicina moderna noexistiría.

Además, es habitual que undescubrimiento conduzca al siguiente,

algo parecido a cuando una bola denieve acaba provocando una avalancha.Los rayos X nos han permitido entendermejor el núcleo de las estrellas y noshan proporcionado un método paraestudiar la estructura de las moléculas,que es la base de todo nuevo fármaco omaterial.

Fue un jovencísimo WilliamLawrence Bragg, recién licenciado,quien descubrió un curioso fenómenoque tenía lugar cuando los rayos X deRöntgen iluminaban unos pequeñoscristales. El descubrimiento de aquelladifracción particular que lleva sunombre no solo lo convirtió en elpremio nobel más joven (tenía

veinticinco años cuando fue aEstocolmo) sino que ha permitidoestudiar detalladamente la composiciónde átomos y moléculas; revolucionó laquímica, la farmacología, la ciencia delos materiales, la biología y muchísimasotras disciplinas.

Lo mismo ocurre con los láseres. Alprincipio, cuando se estudiaban en unlaboratorio, se consideraban aparatossin alguna utilidad práctica. ¿Quiénpodría haber imaginado que entraríancon tanta fuerza en nuestra vidacotidiana? Hoy se utilizan para curartrastornos oculares, eliminar lostrombos que obstruyen arterias oescuchar música y ver películas. La

dependienta del supermercado utiliza unláser para decirnos el precio delproducto que hemos colocado en elcarro; los gamberros del estadio lo usanpara molestar al portero del equipocontrario; la industria utiliza finos hacesláser de alta potencia para perforarplacas de cerámica o metal.

Tenemos motivos para pensar queesta transferencia silenciosa detecnología continúa fluyendo. Sonmuchas las tecnologías que fuerondesarrolladas para el LHC y han entradoen nuestra vida diaria pasando casidesapercibidas. Para producir nuestrosimanes se desarrollaron cablessuperconductores de altísimas

prestaciones; estos mismos cables hanentrado a formar parte de las nuevasgeneraciones de máquinas de resonanciamagnética, haciéndolas más potentes,compactas y económicas. La reducciónde los costes y el tamaño ha permitidoque muchos hospitales, sobre todo enpaíses del tercer mundo, accedan a unatecnología que hasta ahora les erainasequible.

Algunos de los nuevos dispositivosópticos miniaturizados quedesarrollamos para el LHC se utilizanhoy en día en el mercado de lastelecomunicaciones, donde hanmejorado las prestaciones y bajado loscostes.

Los nuevos cristales y detectores desilicio, producidos industrialmente paranuestros calorímetros y detectores detrazas, se utilizan en nuevas máquinas dediagnóstico, produciendo imágenes másdefinidas y reduciendo el impacto de laradiación sobre el paciente.

Por no hablar de la computaciónGrid. Sabíamos desde el principio queni siquiera los superordenadores máspotentes del mundo podrían gestionar laenorme cantidad de datos generada porlos experimentos del LHC; era necesariodesarrollar una nueva tecnología. Lasolución llegó de manos de la grid, omalla, una infraestructura de cálculoabsolutamente innovadora. La primera

propuesta se desarrolló a principios dela década de 1990, y muchos laconsideraron demasiado ambiciosa. Laidea era simple: dado que ningún centroinformático tenía la suficiente memoriacomo para almacenar los datos nipotencia de cálculo para analizarlos, sepropuso un supercentro mundial,constituido por los mayores centrosinformáticos dedicados a lainvestigación. De esta forma se creó uncluster de cientos de miles deordenadores que aprendieron afuncionar como una única y gigantescacalculadora. Los datos se distribuían allídonde quedara espacio libre en el disco,y cuando había que analizarlos se

utilizaban los procesadores disponiblesen aquel momento, independientementede dónde se encontraran.

Así, un joven investigador indio quequiere realizar un análisis sobre ciertaclase de eventos puede abrir su portátilen Calcuta, acceder a la malla y solicitarlos datos que le interesan; luego ejecutasus programas de análisis y estudia losresultados. Él no lo sabe, ni le interesasaberlo, pero parte de los datos estánguardados en Chicago, otros en Bolonia,y el software que los analiza pasa porTaiwán; los resultados finales seproducen en Alemania antes de serenviados a India. Gracias a la malla,podemos comparar la potencia de

cálculo con la potencia eléctrica: sinecesitas corriente no tienes quecomprarte un generador, ni te interesasaber de dónde viene la electricidad quellega a tu casa, ni mucho menosaveriguar qué centrales se ponen enmarcha en determinadas horas del día operiodos del año. Conectas el enchufe,utilizas la energía que necesitas y pagasla factura. La malla nos permite hacer lomismo con el cálculo: pone unsuperordenador a disposición de todoslos países que no tienen grandesinfraestructuras; de esta forma miles deusuarios pueden trabajarsimultáneamente y a un coste irrisorio;nada comparable al coste que supondría

instalar multitud de centros de cálculolocales.

Como suele ocurrir con las ideasinnovadoras, hicieron falta quince añosde arduo trabajo para desarrollar suarquitectura y hacerla eficaz y segura. Lamalla ha hecho que la computacióncambiara radicalmente de piel: losrecursos informáticos se han vuelto máspotentes y baratos, poniéndose alalcance de todos. El éxito de la malla enel LHC ha permitido exportar la nuevaarquitectura a muchos otros campos deinvestigación que requieren de grandesrecursos informáticos, como lameteorología o la fluidodinámica. Unavariante comercial de la computación en

malla, la cloud computing ocomputación en la nube, se ha instauradocomo instrumento esencial a la hora depermitir a millones de usuarios gestionarde la mejor forma posible los recursosinformáticos que necesitan. Una vezmás, igual que ocurrió con la web, uninstrumento inventado por la física dealtas energías está cambiando el mundoque habitamos.

Los aceleradores que utilizamospara nuestros estudios son la punta delanza de una familia cada vez másgrande. Actualmente se estima que hayunos 30 000 aceleradores en todo elmundo, y solo 260, menos del 1%, sededican a la investigación científica. El

50% se utiliza para fines médicos: sobretodo en radioterapia, para tratar apersonas con tumores, pero también conobjeto de producir isótopos paradiagnósticos y radiofármacos; un 41%se utiliza para introducir iones en elsilicio y otros semiconductores y asíconstruir chips electrónicos; el 9%restante se utiliza en procesosindustriales.

Sin física no tendríamos medicinamoderna. Sin aceleradores notendríamos dispositivos electrónicosminiaturizados, que permiten que todofuncione, desde aviones, trenes, coches,máquinas y herramientas hasta elordenador con que escribo o nuestro

inseparable smartphone. ¿Quién puedeasegurarnos que no ocurrirá lo mismocon los descubrimientos más recientes,incluso con aquellos que parecen másabstractos y alejados de cualquieraplicación útil?

Cuando me preguntan qué aplicaciónpodrá tener el bosón de Higgs en la vidadiaria, respondo que no lo sé. No puedoimaginarme para qué podría utilizarse unhaz colimado de bosones de Higgs y nosé qué utilidad podría tener saber cómofunciona el nuevo campo escalar; peroestoy seguro de que llegará un día enque alguien se ría de esta afirmación,igual que nosotros sonreímos al releer eldebate sobre la antimateria entre físicos

de los años treinta. Ninguna de laseminencias de aquella época —Dirac,Weyl, Anderson— podía imaginar que alcabo de pocas décadas esas extrañaspartículas a las que llamaron«positrones» se utilizarían diariamenteen cientos de hospitales, en los PET(tomografías por emisión de positrones).El mundo entero utiliza la antimateria, yno para construir las terribles bombasde los libros de Dan Brown, sino paradiagnosticar graves enfermedades oestudiar las modificaciones que se danen un cerebro con Alzheimer.

Por tanto, conviene ser prudentes yrecordar lo que el físico MichaelFaraday respondió a la pregunta del

ministro de Finanzas británico WilliamGladstone: «Pero, exactamente, ¿paraqué sirve lo que habéis descubierto?».«No lo sé, pero estoy seguro de quedentro de poco querréis imponerle unatasa».

LOS RETOS DEL MAÑANA: JAPÓN YCHINA

El descubrimiento del bosón de Higgsha originado un apasionado debatecientífico, pero también ha promovidograndes maniobras políticas vinculadasa la nueva generación de aceleradoresque tendrán que recoger la herencia del

LHC. Si continuáramos la lógica quesiguió al descubrimiento de W y Z, elsiguiente paso sería construir un granacelerador de electrones; así como elLarge Electron-Positron Collider seconstruyó para producir millones de Z yestudiar con precisión suscaracterísticas, ahora se piensa en unamáquina que colisione electrones ypositrones y permita hacer lo mismo conel nuevo bosón; será una verdaderafábrica de Higgs en la que se produciránmillones de estas partículas encondiciones experimentales ideales quepermitan estudiar en profundidad todassus propiedades.

Desde diciembre de 2011 Japón se

ha dedicado a promover el proyecto delInternational Linear Collider, unainiciativa que llevaba años sobre eltapete y que el descubrimiento del bosónen 125 GeV ha vuelto sumamenteinteresante. Ahora que conocemos lamasa del Higgs, podemos calcular conprecisión sus procesos de producción,así como los modos de desintegraciónque pueden utilizarse. El proyecto delILC propone colisionar electrones ypositrones acelerados en una trayectorialineal. Para evitar los problemasvinculados a la radiación de electronesque se mueven en órbitas circulares seadopta una medida drástica: dos hacesde electrones y positrones son

acelerados en direcciones opuestas ylanzados el uno contra el otro en la zonade interacción, equipada con detectores.

Por muy brillante que sea la idea,existen dificultades tecnológicas quelimitan las prestaciones, sobre todo laluminosidad. En los aceleradoreslineales los paquetes de electrones ypositrones se entrecruzan una única vezpara luego ser retirados y dejar sitio anuevos paquetes. A pesar de que lanueva inyección es rápida, es imposibleproducir más de diez o veinte milcolisiones por segundo. En cambio, enlos aceleradores circulares los hacespueden permanecer en órbita durantehoras, entrecruzándose cientos de miles

de veces por segundo, hasta que pierdenintensidad y son remplazados; de estaforma, el número de colisiones queobtenemos es mucho más elevado.

Para superar este inconveniente, loscolisionadores lineales concentran loshaces al máximo, focalizándolos enextremo, reduciendo las dimensiones dela zona de interacción a valoresinsignificantes; pero esto creaproblemas de estabilidad, porquecualquier pequeña perturbación puedetraducirse en una pérdida deluminosidad. Para el ILC se proponefocalizar dos haces de electrones ypositrones en dimensiones de cinconanómetros, un valor mil veces más

pequeño que el utilizado por el LEP; elhurto frontal de dos haces tanminúsculos provoca unos problemas decontrol de posición del haz sinprecedentes.

El programa de física del ILCcontempla colisiones a 500 GeV en elcentro de masa, con perspectivas dealcanzar los 1000 GeV. Estos objetivosdeterminan la longitud del acelerador,porque existen límites en lasprestaciones de las cavidadesresonantes utilizadas para acelerarelectrones y positrones. Hoy en día, lasmejores cavidades superconductorasproducidas a escala industrial soncapaces de producir una aceleración

máxima de 24 GeV por kilómetro. Parael ILC se están desarrollando cavidadesque podrían alcanzar los 35 GeV porkilómetro; de este modo, haciendo quelos haces recorran un trecho de 15kilómetros equipado con miles decavidades, podrían alcanzarse los 500 GeV previstos. Todo el acelerador,incluida la zona donde los haces chocanfrontalmente, sería una estructura linealde alrededor de 31 kilómetros de largo.

El ILC es un proyecto que implica agrupos de investigación de todo elmundo. Japón se ofreció a acoger lanueva máquina, y brindó para ello unazona entre las montañas Kitakami en elnorte del país. Es una cadena montañosa

extremadamente sólida formada pormagma solidificado durante el Cretáceo;ha resistido a terremotos catastróficos,como el reciente sisma que arrasóFukushima un poco más al sur.

En realidad, la idea de instalar unamáquina tan delicada en una región conmicrosismos prácticamente continuossuscita cierta preocupación. Se teme queen estas condiciones sea imposibleproducir colisiones de alta intensidadentre haces de dimensiones tanpequeñas; pero los japoneses semuestran muy confiados. El verdaderoproblema es que por ahora ningún país,ni siquiera Japón, se ha comprometido acontribuir con una parte significativa a

los ocho mil millones de dólaresnecesarios para cubrir el coste. Inclusoen el mejor de los casos, si se tomara ladecisión inmediatamente y se dispusierade los fondos, la construcción no podríaempezar hasta 2019, y la máquina nopodría ponerse en marcha antes de 2030.

China, que está entrando de formaprepotente en la física de altas energías,reaccionó al instante; sus programas defísica se han acelerado, al tiempo quesus problemas con Japón siguenaumentando a causa de las islasSenkaku-Diaoyu.

Las Senkaku-Diaoyu son un grupo deislas deshabitadas, perdidas en mediodel mar entre China, Taiwán y Japón, y

objeto de una feroz contienda entre estostres países. En 2012, como consecuenciade una serie de incidentes, se enviaron ala zona patrulleros y cazabombarderos,y hubo manifestaciones violentas envarias ciudades de China, donde sedestrozaron productos de empresasjaponesas. No es casualidad que,mientras pocos meses antes eminentescientíficos chinos se planteabanparticipar en el proyecto japonés delILC, de repente el país abandonó la ideay presentó al mundo su propio programapara el futuro.

El gigante asiático propone unproyecto ambicioso dividido en dosfases. En primer lugar, prevé la

construcción de un anillo de 50kilómetros que acogería un colisionadorelectrón-positrón (el CEPC: CircularElectron-Positron Collider) de 240 GeV;luego pasarían a un acelerador deprotones capaz de producir colisionesde 50 a 90 TeV en el centro de masa (elSPPC: Super Proton-Proton Collider).

La primera fase permite estudios deprecisión sobre el Higgs. Para reducir elcoste, electrones y protones circularánpor el mismo anillo, lo cual limita elnúmero de paquetes que puedeninyectarse. Así pues, la luminosidad noalcanza su máximo pero sigue siendodos o tres veces mayor que la delcolisionador lineal, lo cual hace del

CEPC una máquina muy competitivapara esta clase de estudios. Latecnología necesaria no esexcesivamente moderna, sería unaevolución de la que utilizamos para elLEP; además, se aprovecharían losavances realizados durante los últimosaños en el ámbito de las cavidadesaceleradoras. La máquina podríaempezar a construirse inmediatamente;como emplazamiento se ha propuestoQinhuangdao, una zona de colinas cercadel mar, a 300 kilómetros de Pekín,conocida como la Toscana china.Excavar un túnel de 50 o 70 kilómetrosen China tiene un coste muy inferiorrespecto a hacerlo en Europa o en

Estados Unidos; por otro lado, loschinos parecen dispuestos a cargar conbuena parte de la financiación. Unaestimación realista prevé un gasto de3000 millones de dólares, y un tiempode construcción de entre seis y ochoaños; si las obras del CEPC empezaranen 2020, el nuevo acelerador podríaponerse en marcha en 2028.

La segunda fase del proyecto, la delcolisionador de protones SPPC, esmucho más incierta y complicada. Hayque fabricar a escala industrial imanesmucho más potentes que los del LHC,cuya tecnología está por desarrollar.Para el SPPC se están barajando dosopciones: imanes de 12 T, que

permitirían alcanzar los 50 TeV, o de 19 T, si se apuesta por los 90 TeV. Enambos casos el potencial dedescubrimiento sería enorme. El SPPCpermitiría explorar una región deenergía 4 o 7 veces mayor que la delLHC, aunque el pleno aprovechamientode su potencial quedaría limitado por elvalor máximo de su luminosidad (que nosuperaría de mucho la del LHC). Existendemasiadas dudas sobre las tecnologíasnecesarias como para estimar los costesdel proyecto, y su horizonte temporal secoloca con toda probabilidad más alláde 2035. En todo caso, un proyecto tanambicioso nos permite comprender queChina quiere conquistar en poco tiempo

una posición de liderazgo en estecampo.

EL RISK DE OCCIDENTE: EUROPA YESTADOS UNIDOS

Europa tiene muy clara su estrategiarespecto a la física de los aceleradoresde cara al futuro. En primer lugartodavía hay que explotar el potencial dedescubrimiento del LHC. La exploraciónde la nueva región de energía no hahecho más que empezar. El aceleradorretomó su actividad en 2015 con unaenergía récord de 13 TeV, y en lospróximos años debería acumular una

gran cantidad de datos, muy superior ala que ha llevado al descubrimiento delHiggs. De aquí a 2025 se prevé alcanzaruna estadística de 300 fb−1. En lospróximos dos años, cuando el LHC hayaalcanzado los 100 fb−1, deberíanobtenerse las primeras respuestasrespecto a la presencia directa deseñales de nueva física en la escala delTeV.

El año 2018 será un punto deinflexión; los resultados obtenidos hastaese momento condicionarán laselecciones del futuro. Si resulta quehemos encontrado pruebas de nuevafísica proyectaremos nuevosaceleradores para estudiar

detalladamente la región de energíadonde hayan aparecido las partículas.Si, por el contrario, no hemosdescubierto nada, por un ladointensificaremos las mediciones deprecisión, por el otro habrá que apostarde nuevo por el salto de energía. En esecaso habrá que construir el aceleradormás potente que la tecnología y loscostes nos permitan imaginar paraintentar desplazar al máximo la fronterade la exploración.

Temerosos y con el alma en vilo,vamos analizando los primeros datos en 13 TeV; mientras se está haciendo loposible por mejorar tanto la máquinacomo sus detectores. El objetivo es

aumentar la luminosidad para alcanzarlos 3000 fb−1 de datos. Esta fase de altaluminosidad se llama HL-LHC (HighLuminosity LHC) y durará,aproximadamente, de 2025 a 2035. Asípues, el LHC tiene por delante muchavida, dedicada a la búsquedasistemática de nueva física, tantomediante el descubrimiento directo departículas como a la búsqueda dedesviaciones significativas respecto alas previsiones del Modelo Estándar. Elacelerador funcionará como unaverdadera fábrica de bosones de Higgs yquarks top. En caso de ausencia deevidencias directas de nueva física, laelevada estadística del HL-LHC

permitirá mediciones de precisión deparámetros decisivos del ModeloEstándar que podrían ofrecernosindicaciones indirectas de nuevosfenómenos.

Mientras tanto, se ha puesto enmarcha el Future Circular Collider(FCC), la respuesta europea a lasiniciativas de China y Japón en lo que anuevos aceleradores respecta. El FCCes un grupo de estudio internacionalcuyo objetivo es el de producir undiseño conceptual, definir lasinfraestructuras y estimar los costes quesupondría la construcción de uncolisionador de 100 kilómetros en elCERN. El proyecto plantea un

acelerador para colisiones entreprotones (FCC-HH) a 100 TeV; además,en una primera fase, considera la opciónde utilizar la gran infraestructura comocolisionador entre electrones ypositrones (FCC-EE).

La propuesta surgió en 2014 yrecibió rápidamente el apoyo de muchossectores de la comunidad científicainternacional de físicos. Actualmente,forman parte del grupo de estudiocientos de científicos procedentes dedecenas de países. Se prevé que laevaluación final tenga lugar en 2018 yconstituya la base para definir la nuevaestrategia europea en el ámbito de losaceleradores de partículas; durante esa

fecha se tomará la decisión que podríamarcar el curso de la física de laprimera mitad del siglo.

El proyecto de excavar un túnel tangrande en esta zona supone de por sí ungran reto. La geología de la zona, llenade lagos y montañas, es muycomplicada. El nuevo aceleradorcruzaría toda la región de Ginebra,incluyendo una parte del lago Lemán, auna profundidad de entre 200 y 400metros de la superficie. El recorridotendría que sortear las muchas capasfreáticas presentes y buscar los estratosgeológicos estables y fáciles de excavar.Además, tendrían que extraerse millonesde toneladas de roca y trasladarse a

través de un área muy urbanizada, asícomo proyectar pozos de accesoprofundos de unos cuatrocientos metros,encontrar medios adecuados para eltransporte de personas y objetos endistancias de decenas de kilómetros.Una gran ventaja de la zona serían lasinfraestructuras disponibles: la cadenade aceleradores, desde el CERN hastael LHC, que podría funcionar deinyector, así como una red eléctrica cuyapotencia podría hacer frente al consumoprevisto para la nueva máquina.

Desde el punto de vista físico, laidea de combinar sucesivamente ambosaceleradores, primero el FCC-EE yluego el FCC-HH, es con diferencia la

mejor configuración. La máquina deelectrones sería la primera en instalarse,nada más terminarse el túnel. Habrá quedesarrollar las tecnologías existentes, yla producción industrial de los imanes ylas cavidades resonantes podrá llevarsea cabo simultáneamente a las obras deexcavación del túnel. Los mismosdetectores no necesitarán de especialesinnovaciones respecto a las utilizadaspara el LHC. Siendo optimistas eimaginando que la decisión se toma en2018, la construcción empezaría en2023 y la máquina se pondría en marchaen 2035, al final de la etapa de altaluminosidad del LHC.

En cambio, la máquina de protones,

mucho más compleja, todavíanecesitaría unos años más de desarrollopara llevar a cabo la construcción aescala industrial de los imanes. Estimarla fecha de arranque del FCC-HH parael 2040 permitiría perfeccionar lafabricación de los imanessuperconductores, que serán el corazónde la empresa. Por otro lado, tambiénlos detectores de la máquina de protonesson sumamente complejos: suconstrucción requiere de las últimastecnologías y un mínimo de diez años dedesarrollo antes de poder empezar laproducción a escala industrial de susvarios componentes.

El programa de física del FCC-EE

se concentra mayormente en lasmediciones de precisión del Higgs, deltop y de los parámetros fundamentalesdel Modelo Estándar. Se prevé que lamáquina funcione a 90 GeV paraproducir una gran cantidad de Z; luegose intentará llegar a los 160 GeV paragenerar parejas de W; más tarde sebuscarán los 240 GeV para producir elHiggs asociado al Z. El objetivo final esalcanzar los 350 GeV para crear parejasde top; para estudiar losemparejamientos del Higgs con otraspartículas, el FCC-EE aspira a alcanzaruna precisión de entre el 1 y el 0,1%.

Los 100 TeV de energía del FCC-HH permitirían explorar en una

escala de energía siete veces mayor quela del LHC; podría observarsedirectamente cualquier nuevo estado dela materia con una masa comprendidaentre pocos TeV y decenas de TeV;además, podríamos saber si el bosón deHiggs es elemental o tiene una estructurainterna, y se podrían estudiar aquellasparticularidades de la rupturaespontánea de simetría electrodébil queresultarían decisivas para comprender elmundo que nos rodea. Por otro lado, laelevada luminosidad del FCC-HH, diezveces mayor que la del LHC, permitiríaproducir millones de bosones de Higgspara extender las mediciones deprecisión del FCC-HH a los parámetros

de la partícula más difíciles de medir.Nuestro principal obstáculo frente a

este magnífico programa son los costesdel proyecto, cuya estimación siguesiendo problemática, pero que se sitúanalrededor de los 15 000 y 20 000millones de euros. Por no mencionar lasmúltiples dificultades tecnológicas,empezando por la producción de imanessuperconductores de 16 a 20 T. Dentrodel grupo de estudio se lleva a cabo unaintensa actividad de investigación ydesarrollo con el fin de producir losprimeros prototipos realistas antes de2018. También suponen todo un reto lagestión de la energía almacenada en loshaces y su media de vida, el sistema de

refrigeración para combatir el calorgenerado por la radiación de los tubosde vacío, los sistemas de protección y eldaño de la radiación sobre loscomponentes de la máquina. Por otrolado, cabe recordar que los mismosdetectores del FCC-HH son aparatosmucho más complejos que los que seconstruyeron para el LHC, por lo tantorequieren de tecnologías más avanzadas.

Sin duda, el FCC supone larespuesta europea al desafío, y secoloca en el centro del debate sobreaceleradores. Por su parte, EstadosUnidos parece quedarse atrás. Si haceaños eran los líderes indiscutibles delsector, hoy se limitan a colaborar de

alguna forma en las iniciativas deEuropa, China y Japón, pero noproponen alternativa alguna ni seofrecen a acoger ninguna de las enormesestructuras posibles.

La única propuesta originalprocedente de un grupo de físicosamericanos plantea un retorno aWaxahachie, el lugar donde estabaprevisto que se instalara el SSC, paraconstruir el acelerador de protones de 100 TeV que los europeos quierenconstruir en Ginebra.

La idea es aprovechar las decenasde kilómetros excavadas para el SSCcon el fin de completar en menos tiempoel túnel de 87 kilómetros y crear una

fábrica de Higgs, un acelerador deelectrones y positrones con una energíade 240 GeV parecido al FCC-EE. Así,se explotarían las condicionesgeológicas favorables de Texas paraexcavar un túnel de 270 kilómetrosequipado con imanes de 5 T (unatecnología que tenemos por la mano) conel fin de alcanzar los 100 TeV de lamáquina de protones. Además, el túnelde 87 kilómetros podría incorporar uninyector de 15 TeV para la máquina deprotones. Más tarde, cuando latecnología de 15 T estuviera disponible,se podría equipar con los nuevos imanesel túnel de 270 kilómetros y así alcanzarlos 300 TeV.

A pesar de su tamaño, lospartidarios de este proyecto aseguranque los costes y los tiempos derealización serían considerablementeinferiores a los del FCC; pero estapropuesta, por muy interesante queparezca, todavía no se ha consideradouna alternativa a la altura de las demás.

A LA CAZA DE LA SUPREMACÍA

El escenario que plantean los programasde los nuevos aceleradores permitecomprender las grandes maniobras de lapolítica científica a nivel internacional;y no son pocas las novedades que se

observan.La primera ya se ha mencionado:

Estados Unidos parece resuelto a jugarun papel secundario; primero salieronescaldados del proyecto fallido del SSCy después tuvieron que padecer laterrible derrota a manos del CERN.Parece que el descubrimiento de W y Zy del bosón de Higgs ha podido conellos y los ha dejado sin fuerzas y singanas de reaccionar. Con todo, EstadosUnidos sigue siendo un país líder entecnología, y sus inversiones en otroscampos, como la astrofísica o latecnología espacial, aún sonimpresionantes. Todo apunta a que a losamericanos les cuesta dedicar recursos a

un área donde dan por perdido elliderazgo.

Totalmente opuesto es el caso de lostigres asiáticos, no solo Japón, sinotambién Corea del Sur y sobre todoChina. Los países del área más dinámicadel planeta se están moviendo tambiénen este ámbito a una velocidad pasmosarespecto a los demás.

Japón tiene una larga tradición en lafísica de altas energías, y la lista depremios Nobel que ostentan suscientíficos es prueba suficiente de ello.China y Corea acaban de sumarse a lacarrera pero los progresos que hanhecho en los últimos quince años sonimpresionantes. Concretamente China,

después de unos primeros pasosdiscretos, está empezando a producirresultados científicos absolutamenteremarcables. Para reforzar unacomunidad de físicos de altas energíasnuméricamente bastante reducida, elEstado ha hecho una llamada alextranjero para atraer a algunos de losmejores investigadores de origen chino;a los que trabajaban en las másprestigiosas universidades americanasles ha ofrecido sueldos competitivos yfondos para poder llevar a cabo susinvestigaciones; para estimular susnuevos proyectos de aceleradores hacontratado a personalidades de granprestigio y ofrece cátedras a jóvenes

físicos europeos o americanosdispuestos a enseñar en susuniversidades.

En China las inversiones eninvestigación fundamental crecen añotras año, y de una forma que nosotros loseuropeos —que debemos luchar parasobrevivir a los recortes— no podemossino soñar. Entre 2000 y 2010 se hanmultiplicado por dos; hoy día Chinainvierte en investigación y desarrollomás que toda Europa.

Entre otras cosas ha lanzado unambicioso programa de exploraciónespacial que incluye una estacióncientífica en órbita y una serie demisiones de exploración lunar con el

objetivo de volver a llevar al hombre anuestro satélite. Cada año se inaugurandecenas de universidades y se hanconstruido importantes infraestructurasdedicadas a la física de los neutrinos,incluso un nuevo laboratoriosubterráneo.

La clase dirigente china demuestrahaber entendido que el hecho de invertiren ciencia permite la entrada del país enla élite tecnológica mundial; pero suproyecto es aún más ambicioso: no soloquieren participar, buscan la primacía;su objetivo es ser los primeros enactividades que consideran deimportancia estratégica para unasuperpotencia que aspira a dominar el

mundo.Si hoy Europa mantiene un liderazgo

incuestionable en el campo de la físicade altas energías es gracias a la calidadde los científicos formados en lasmejores universidades, a una antiguatradición y a organizaciones eficientescomo el CERN, el sistema de entidadesdedicadas a la investigación y la red delaboratorios nacionales; cumplimostodas las condiciones necesarias paramantener nuestra primacía yconsolidarla. Ahora bien, se necesita unliderazgo político que no estéfragmentado en grupos nacionales ytenga una visión de largo alcance de lamisión de nuestro continente. Es aquí

donde topamos con ciertos problemas:muchas de las decisiones estratégicascientíficas de Europa estáncondicionadas por la situación políticade este o aquel gobierno, o dependen enúltima instancia de la coyunturaeconómica de uno u otro país. Esnecesario un cambio de paradigma, quevalga como una especie de pactoconstitucional fundacional en nuestrapropuesta de sociedad que mira hacia elfuturo. Europa debe dedicar recursos deforma continuada a la financiación de lainvestigación a través de la potenciaciónde las universidades y los centros deinvestigación; solo creandogeneraciones de nuevos científicos e

invirtiendo en formación podrásostenerse el progreso y la innovación.Le corresponde al Estado el deber deestimular constantemente lainvestigación fundamental, y a lasindustrias el de desarrollar lainvestigación aplicada utilizando losconocimientos comunes y reclutando alos mejores jóvenes que salen de lasuniversidades.

Sin una inversión considerable ycontinua en el campo de la ciencia,Europa carece de futuro; y corre elriesgo de perder su liderazgo natural enla física de altas energías.

10.UNA NUEVA GÉNESIS

CARDENALES Y JESUITAS LIDIANDO CONEL MULTIVERSO

CERN, 3 de junio de 2009

Hoy a John Ellis y a mí nos toca hacerde anfitriones. Recibimos a un jefe deEstado muy particular. Procede de unanación que cuenta con solo 836habitantes, distribuidos en una superficiede 0,44 kilómetros cuadrados; es de las

más pequeñas, pero su papel en elmundo es fundamental: Ciudad delVaticano. La delegación la preside elcardenal Giovanni Lajolo, gobernadordel Vaticano, una especie de primerministro que desempeña el poderejecutivo en nombre del Pontífice. Lavisita tiene un valor oficial y unocientífico. Al cardenal lo acompañan elnuncio apostólico de Ginebra y dos delos mejores científicos del pequeñoEstado, dos jesuitas, ambos astrónomos:José Gabriel Funes, director delprestigioso Observatorio Vaticano, yGuy Consolmagno, conservador de lacolección de meteoritos delObservatorio, una de las más

importantes del mundo. Uno de losmotivos de la visita es hablar sobre laposible entrada del Vaticano en elCERN como observador, sobre elprimer estadio del procedimiento quepuede llevar a la aceptación de un nuevomiembro. Por este motivo la delegaciónes tan distinguida y, más allá de lasformalidades protocolarias, la visitacontempla una amplia discusión sobretemas científicos de interés común. Porla mañana hemos visitado el CMS y elcentro de cálculo del CERN; después decomer nos reunimos en una salita queacoge pequeños seminarios: la sala Adel edificio 61.

El Estado del Vaticano tiene una

infraestructura de investigación centradaen la astronomía y la cosmología. ElObservatorio del Vaticano gestiona dostelescopios: la vieja Specola en CastelGandolfo, residencia de verano delPapa, y el VATT (Vatican AdvancedTechnology Telescope), situado en elMonte Graham, en Arizona, el mejoremplazamiento astronómico deNorteamérica. El VATT es un telescopiomoderno con un espejo primario decerca de dos metros; además, es elprimer telescopio óptico infrarrojo queforma parte del ObservatorioInternacional.

La Specola es uno de losobservatorios astronómicos más

antiguos que siguen operando. Fuefundado en la segunda mitad del sigloXVI, cuando el Papa Gregorio XIIInecesitaba cálculos precisos para lareforma del calendario que lleva sunombre. Acudió a los jesuitas delCollegio Romano, donde habíaexcelentes físicos, astrónomos ymatemáticos, y para agilizar susobservaciones mandó construir una torrede setenta y tres metros, conocida hoycomo Torre de los Vientos. La SpecolaVaticana fue dotándose de instrumentoscada vez más sofisticados, que seinstalaban en la Torre de los Vientos oen el Collegio Romano. Hace un siglo,cuando la contaminación lumínica de la

ciudad se hizo excesiva, Pío XI decidiótrasladar el observatorio a CastelGandolfo, en los montes Albanos, aveinticinco kilómetros de Roma, dondesigue a día de hoy.

Y ahora estamos aquí, sentadosalrededor de una mesa ovalada hablandode física. El primer tema que tratamos esla materia oscura. Funes y Consolmagnoquieren saber cuál es nuestro programarespecto a la observación directa departículas supersimétricas que podríanconducirnos hasta el neutralino. JohnEllis resume el cuadro de los modelossupersimétricos más sencillos y yoexpongo las principales líneas deinvestigación que seguimos para no

descuidar ni un detalle. Luego hablamosdel Big Bang, la transición electrodébil,la inflación. El padre Funes se interesa ypregunta, mientras el cardenal Lajolo selimita a escuchar y asentir. Al principio,John y yo procedemos con cautela;sabemos que son temas delicados ybastaría una nadería para ofender lasensibilidad de nuestros interlocutores.Nos cuidamos de evitar cualquierinconveniencia y vamos con pies deplomo; pero no podemos eludir lapregunta que nos plantean: «¿Quépensáis de los multiversos?». Derepente, nos damos cuenta de que toda laconversación no era más que un pretextopara llegar a este punto; quieren saber

qué opinión nos merece la teoría quesostiene que nuestro universo no es elúnico que goza del privilegio de laexistencia. Si esta teoría acabara porconfirmarse sus consecuencias no seríansolo científicas, sino también teológicas.El tema que intentábamos evitar porcuestión de respeto era justo el quequerían abordar. La discusión adquierede repente gran profundidad, y duranteuna hora debatimos los puntos débiles yfuertes de la teoría de cuerdas, lainflación eterna, el estado del vacío y eluniverso de diez dimensiones. Nuestroscolegas jesuitas demuestran un amplioconocimiento de la cuestión; dominanlos detalles más enrevesados y

únicamente quieren contrastar susopiniones con nuestros puntos de vista;quieren verificar el estado de la cuestióny demuestran la pasión por elconocimiento de un verdaderoinvestigador: sin aprensión niautocensura, con total libertad.

Al término de la reunión, en mediode los formalismos propios de estasocasiones, no me puedo contener y seme escapa una frase: «Ha sido unahermosa discusión; si Galileo hubieravisto cómo hablábamos hoy aquí estaríaorgulloso de nosotros». Mientras meestrecha la mano, el cardenal Lajolo mesorprende gratamente al decir:«Hablando de Galileo, ¿le gustaría venir

a visitarnos al Vaticano? Me encantaríaenseñarle las cartas de su puño y letraque guardamos en nuestros archivos; esun privilegio que pocos han podidodisfrutar».

Muy a mi pesar no he encontrado elmomento en todos estos complicadosaños de responder a su amableinvitación; pero estoy seguro de quetarde o temprano iré.

En cuanto a los jesuitas argentinos,como Funes, pertenecen a una escuelamuy especial, con una larga tradición deapertura y valentía intelectual. Durantela visita al CMS, Funes me habló en unperfecto italiano de su formación, sudiplomatura en Córdoba y su doctorado

en Padua. Hablando del interés por laciencia dentro de la Iglesia mencionó aun jesuita argentino que había llegado acardenal. Era de origen italiano y fue suexaminador en Córdoba, cuando decidióunirse a los jesuitas. Con él habíamantenido largas conversaciones sobrefísica, porque era uno de los pocoscardenales que tenía conocimientoscientíficos. Antes de estudiar teología sehabía licenciado en química. Funeshablaba de él con entusiasmo, como sehabla de una gran personalidad; pero enese momento no le presté demasiadaatención. Unos años más tarde, recordénuestra conversación cuando el cardenalBergoglio fue elegido sumo pontífice

con el nombre de Francisco.

¿Y SI REALMENTE HUBIÉSEMOSDESCUBIERTO LA PARTÍCULA DE DIOS?

Nunca me ha gustado este sobrenombre,siempre me ha parecido inapropiado;pero me doy cuenta de que, además deconvertir el libro de Lederman en unsuperventas, ha entrado en el imaginariocolectivo. Por mucho que intentemosevitarlo e insistamos en que no se tratamás que de una partícula material,parece que todo el mundo, tantoperiodistas como el público en general,se ha aficionado a esta expresión.

En mi caso, francamente, apenasdisimulo mi fastidio cuando durante unaconferencia alguien saca a relucir lapartícula de Dios. Por otro lado, creoque la expresión puede resultarofensiva. No soy creyente, pero siemprehe respetado la fe de los demás. Cuandohablo de los primeros instantes de vidadel universo me esfuerzo en no herir lasensibilidad de los que entienden elmundo material como el resultado deuna creación, la manifestación de unainteligencia superior; sé que lasobservaciones científicas se detienenjusto antes de ese acto de fe quecualquiera es libre de realizar y que yono me permito juzgar.

Asimismo, he de confesar que lasreflexiones más recientes de lacomunidad científica acerca del papeldel bosón de Higgs podrían abrirperspectivas completamente nuevas,que, de confirmarse, justificarían inclusoel calificativo que se le ha atribuido.Algunas hipótesis defienden que elbosón de Higgs podría resolver tres delos grandes enigmas de la física actual:la prevalencia de la materia sobre laantimateria, el origen de la inflación y laenergía oscura.

La primera cuestión nos incumbe entanto que seres materiales. Nada puedeinducirnos a pensar que el Big Bangprodujera cantidades distintas de

materia y antimateria, y sabemos que siestas dos especies tan diferentes entranen contacto entre sí se aniquilan en unabrir y cerrar de ojos. Entonces ¿por quéla antimateria ha ido desapareciendo, yen el cosmos ha quedado únicamente lamateria, de la que estamos hechosnosotros y todo lo que nos rodea?

La radiación cósmica de fondo nosdice que toda la materia que ha llegadohasta nuestros días no es más que unapequeñísima fracción de la materiaoriginal. La materia y la antimateria delcosmos primordial se eliminaronmutuamente, emitiendo la cantidad defotones que todavía podemos observaren el universo; pero por algún

mecanismo desconocido unamillardésima parte de las partículaspresentes en los primeros instantessobrevivió a aquel primer y fatídicoabrazo; de ese pequeño residuo se haoriginado todo lo que conocemos.Nuestra propia existencia testimonia eltriunfo de la materia sobre laantimateria: un detalle, un pequeñodetalle y… ¡aquí estamos!

Durante décadas hemos pensado quetodo se debía a alguna diferencia decomportamiento entre la materia y laantimateria, una sutil anomalía querompe la perfecta armonía originaria yes la base de todo. Se han llevado acabo estudios detallados y efectivamente

se han hallado diversos mecanismos quele confieren a la materia una leveprevalencia en los procesos dedesintegración entre partículas yantipartículas; el Modelo Estándar tieneen cuenta estas diferencias, pero elpredominio de la materia es demasiadopequeño para explicar el exceso queobservamos a nuestro alrededor.

En los últimos años ha irrumpidocon fuerza una nueva hipótesis. Tambiénen este caso, todo podría habersedecidido durante la transición de faseelectrodébil. Según ocurriera estatransición, en un momento determinado,un instante después del Big Bang, pudohaberse decidido nuestro destino. En un

universo donde la materia y laantimateria eran equivalentes —y que encualquier momento podía volver a serpura energía— es posible que bastarauna leve preferencia del bosón de Higgspor acoplarse con la materia en lugar decon la antimateria para que seconstituyera el universo tal y como loconocemos; o quizá fuera determinantecómo ocurrió la transición de fase. Todose decidió un segundo antes de que elcampo escalar ocupara todos losrincones del universo, cuando seformaron las primeras y diminutaspompas de aquel extraño vacío donde lainteracción débil se separaba de formadefinitiva de la electromagnética. En la

superficie de estas pompas de rápidaexpansión puede haberse creado unaleve asimetría entre materia yantimateria que, en el caso de que elpaso de fase fuera muy rápido,sobrevivió y se convirtió en unapropiedad general.

He aquí el minúsculo «defecto», lasutil «imperfección» que dio origen atodo; una anomalía que es el principiode un universo material cuya evolucióndura ya miles de millones de años.

Si este es el momento originariohabrá que estudiarlo detalladamente,reconstruirlo fotograma a fotograma, acámara lenta y desde diversos ángulos,igual que se hace con la jugada del gol

que marca la final del Campeonato delMundo. Para ello habrá que construir unnuevo acelerador, mucho más potenteque el LHC. Una máquina como el FCC,con sus 100 TeV en el centro de masa,sería el instrumento ideal para estudiarel potencial del Higgs lejos de esaposición de equilibrio donde descansasosegadamente desde el Big Bang.Harán falta años, quizá décadas, pero alfinal conseguiremos escribir un nuevo ycrucial capítulo de nuestra historia.

El segundo misterio que el bosón deHiggs podría resolver es todavía másasombroso: ¿qué es lo que puso enmarcha la expansión exponencial, la«inflación», que permitió al universo

crecer a escala cósmica en las primerasfases de su existencia?

Sabemos que es necesaria unapartícula escalar, el inflatón, paradesencadenar una inflación cósmica. Elrecién descubierto Higgs es la primerapartícula escalar fundamental delModelo Estándar; pero ¿y si el bosón deHiggs fuera también el inflatón? Estaposibilidad existe y está siendoampliamente debatida.

La masa del nuevo bosón es de 125 GeV, un valor muy especial; no sonpocos los que creen que permitiría alHiggs producir un potencial muyparecido al que se cree que pudogenerar la inflación cósmica: una

especie de colina con una pendientemínima que crece lentamente paraacabar precipitando en un pozo depotencial. Según algunos modelos elpotencial del campo escalar podríaincluso tener dos mínimos. Así, en unprimer momento se habría lanzado haciael mínimo local más cercano,desencadenando el crecimientoinflacionario; más tarde, debido alefecto túnel cuántico, o gracias a otromecanismo, la nueva partícula podríahaber retomado su carrera hacia unpunto de equilibrio estable, origen delvacío electrodébil en el que todavía hoyse encuentra. Así pues, el bosón deHiggs tendría una doble tarea: por un

lado, provoca el alboroto que da origena todo; por el otro, cuando el paroxismose calma, pone orden entre las distintasinteracciones y organiza las familias delas partículas elementales —asignándolea cada una el valor exacto de su masa—de manera que todo pueda desarrollarsearmónicamente durante miles demillones de años. Claro que, si resultaraque el Higgs ha desempeñado un papeltan articulado y complejo en laformación de nuestro universo material,sería difícil negarle el derecho allamarse la «partícula de Dios».

En realidad, el asunto es mucho máscomplejo, porque por muy sugestiva quesea, la hipótesis de que el Higgs pueda

ser el inflatón ha sido ampliamentecontestada por gran parte de lacomunidad científica; cabe laposibilidad de que el Higgs hayadesempeñado un importante papel en lainflación, pero muchos creen que cabeconjeturar la presencia de otro escalarque lo acompañe y ayude, como si latarea fuera demasiado ardua y nopudiera lograrlo solo. Acabamos porvolver a la pregunta que nosplanteábamos al principio: ¿el bosón deHiggs está solo o no es más que elprimer miembro de una familia entera departículas escalares?

Para averiguar más será necesariorealizar muchos más estudios. En primer

lugar, habrá que medir con precisión laevolución de su potencial con la energíaque, a su vez, depende de parámetroscomo la masa del top y la constante deemparejamiento de la interacción fuerte,que también tendrán que medirse conmucha precisión. El emparejamiento delbosón de Higgs consigo mismo es otroparámetro decisivo que podríadepararnos alguna sorpresa; paramedirlo habrá que estudiar un insólitoproceso que quizá podamos apreciar enla primera fase de alta luminosidad delLHC: la producción de parejas deHiggs. Para estudiar detalladamente esteextraño mecanismo según el cual unbosón de Higgs se desintegra a su vez en

una pareja de Higgs habrá que construirnuevos aceleradores y tener muchapaciencia; el proceso es tan insólito ycomplicado que solo produciendomillones de copias seremos capaces dereconstruir las necesarias para podermedirlas.

Pero es posible que ni siquiera estosea suficiente para disipar el recelo queconcierne al papel del Higgs en lainflación. Para acabar de confirmar estahipótesis habrá que verificar si en elfondo de radiación cósmica ha quedadoimpresa aquella sutil huella fósil propiadel Higgs primordial.

El universo es una especie degigantesco horno microondas: hace

millones de años hervía, y todavía no seha enfriado del todo. Se sigueestudiando su radiación con losinstrumentos más sensibles, porquetodavía conserva débiles trazas de suhistoria. Este vórtice de fotonesprocedentes de todas partes que hay pordoquier es una valiosísima fuente deinformación sobre lo que ocurrió en losfatídicos primeros instantes. Paraestudiarlo detalladamente es necesarioevitar las interferencias propias de losambientes terrestres normales, razón porla cual se ponen aparatos en órbita o seplantan detectores especiales en laszonas más remotas de la Antártida.

Si el Higgs desencadenó la

inflación, tiene que haber dejado algunahuella; pero si intentamos calcularlaresulta que el «toque» del Higgs fue muydelicado. Los fotones de la radiacióncósmica de fondo se separarondefinitivamente de la materia 380 000años después del Big Bang; por aquelentonces, mientras los fotones y loselectrones eran continuamenteexpulsados y absorbidos por la materia,tuvieron tiempo suficiente parainteractuar con el mar de ondasgravitacionales que había producido lainflación y que siguió removiendodurante milenios el universo primordial.Las perturbaciones del espacio-tiempose transmitieron a los fotones que

interactuaban con las ondas, y fueronestos últimos los que se llevaron unaimpronta especial. Una polarizacióncaracterística propia de esta interacciónen particular y de la que hanpermanecido huellas sutiles en el fondode radiación cósmica durante miles demillones de años.

Los experimentos más sofisticadoshan buscado esta polarización especial,pero es un efecto diminuto, escondidobajo otros fenómenos, y las señales queproduce son extremadamente débiles. Escomo intentar oír el eco lejano del hipode un bebé al cabo de 13 800 millonesde años; si realmente el Higgs hubieradesencadenado la inflación, esta señal

estaría hoy muy por debajo de lasensibilidad de nuestros experimentosactuales.

Mientras tanto, tal vez descubramosalguna novedad en las relaciones entreel bosón de Higgs y el misterio másgrande de la física en los albores deltercer milenio: la energía oscura.

Todo lo que sabemos de esta entidadpor identificar es que tiene un valorconstante distribuido por todo elespacio. Un valor muy pequeño pero queno es igual a cero. De hecho, lo mássorprendente no es la existencia de laenergía oscura, sino que su valor sea tanbajo; si calculamos la energía quedebería contener el vacío en función de

los conocidos mecanismos defluctuación estadística, obtenemos unadensidad de energía que difiere en 120(¡sic!) órdenes de magnitud, lo cual esuna barbaridad. Se le ha colgado elnombre de «la catástrofe del vacío»,dado que se considera el peor desastrede una previsión teórica en toda lahistoria de la física.

Hay quien piensa que existenmecanismos de cancelación debidos apartículas tipo SUSY, que podríancontribuir negativamente a la energíatotal, conduciendo, por sustracción deprácticamente la totalidad, a este mágiconúmero, positivo pero tan cercano alcero; también hay quien plantea que la

solución depende del bosón de Higgs.El campo del Higgs tiene un valor

específico, constante en todo el espacio,al que le corresponde un potencial nulo;precisamente por esto la diferencia deenergía potencial entre dos puntoscualquiera es exactamente igual a cero.Esto explica por qué el campo del Higgsno puede contribuir a la energía oscura:la densidad de energía del campoescalar es nula. En cambio, si el campodel Higgs tuviera un valor ligeramentesuperior o inferior al mágico valorresponsable de que el potencial sea nulopor doquier, tendríamos energíadistribuida por doquier; pero si ademásdel Higgs tenemos en cuenta un nuevo

campo escalar pequeñísimo con el cualel bosón se empareja, entonces podríacrearse esa pequeña diferencia queexplicaría la energía oscura. Unahipótesis fascinante que, a pesar de noresolver la enorme discrepancia antesexpuesta, abre vías muy sugerentes.Gracias al Higgs llegaremos a descubriruno de los misterios más intrigantes dela física moderna.

En resumen, mientras muchoscientíficos muestran su decepción por elhecho de que todavía no se hayandescubierto pruebas directas de nuevafísica, otros se preguntan: ¿y si ya lashubiéramos descubierto?

¿Quién nos asegura que el Higgs,

esta partícula tan especial, no es élmismo una evidencia? Efectivamente, elnuevo bosón es una partícula muyextraña, tan extraña que es capaz deinteractuar consigo misma; la partículamás sencilla es en realidad la máscompleja de entender. ¿Qué hace ahí, tansola, sin carga ni espín, separada detodas las demás partículas organizadasen las dos grandes familias? ¿Qué papelrepresenta en la tragedia cósmica estepersonaje extravagante capaz dedialogar tanto con los Montesco queforman la materia, como con losCapuleto que transportan la interacción?¿Y si fuera la primera partícula de unafamilia de escalares inconciliable con el

Modelo Estándar? Imaginemos por unmomento las risas que se echarán anuestra costa dentro de unas décadascuando se nos recuerde. «¡Qué extrañosestos científicos de principios de siglo!Habían descubierto la nueva física y nose habían dado cuenta; buscaban pordoquier algo que tenían ahí, ante losojos».

LOS NUEVOS GRANDES RETOS

El descubrimiento del Higgs nos hacolocado en una encrucijada cuyo centrolo ocupan las siguientes cuestionesfundamentales: el origen de las

partículas elementales, los mecanismosque han producido nuestro universomaterial, la estructura misma delespacio-tiempo, y la materia y la energíaoscura.

Son cuestiones para las cuales habráque idear una nueva generación deexperimentos, no solo basados enaceleradores. Una vez más, el estudio delas partículas elementales tendrá queacompañarse de una comprensión másprofunda de las grandes estructurascósmicas. El descubrimiento de nuevaspartículas tal vez desvele algunosmisterios del universo; y viceversa, lasobservaciones astrofísicas podránofrecernos nueva información sobre lo

infinitamente pequeño. Las dos vías deconocimiento se completan e integrancomo nunca antes.

La observación de los objetos másgigantescos que podamos imaginar —lasgalaxias más lejanas, los grandescúmulos y el fondo de radiacióncósmica— es el terreno de estudio deuna nueva generación desupertelescopios, grandes aparatosinstalados en tierra o moviéndose enórbita, que exploran los objetos máscompactos y distantes del universo.Estas máquinas están permitiendo quenuestra mirada llegue más lejos con elfin de captar cualquier posible señal.Cada día se dibujan mapas más

detallados del cosmos utilizando no sololas tradicionales señales ópticas sinotambién las ondas radio en todas susfrecuencias, los rayos X y gamma eincluso los neutrinos y los rayoscósmicos.

La exploración tradicional contelescopios ópticos continúaproduciendo grandes resultados graciasa las nuevas técnicas que permitenconcentrar la débil luz procedente de lasgalaxias más lejanas. Somos capaces deproducir espejos gigantescos quesuperan los diez metros de diámetro,compuestos por decenas de espejossecundarios que, mediante precisosmovimientos controlados por ordenador,

pueden alinearse de tal forma queconcentran en el foco incluso la másleve señal. Se han desarrollado nuevossensores, extremamente sensibles tanto alas frecuencias de lo visible como a lostambién interesantes infrarrojos yultravioletas. Además, para eliminar lasinterferencias debidas a la atmósfera y ala contaminación lumínica presentesincluso en los desiertos más solitariosdel planeta, se estudia lanzar al espaciouna nueva generación de telescopios, unrelevo para el Hubble, que lleva más deveinticinco años orbitando a 550kilómetros de la tierra y sigueenviándonos algunas de las imágenesmás bellas de las galaxias que decoran

los confines de la bóveda celeste.Enormes radiotelescopios continúan

registrando las más leves emisiones deondas radio procedentes de los púlsar—estrellas de neutrones que giranalrededor de sí mismas a velocidades devértigo— y los núcleos galácticosactivos, galaxias que son devoradas porel agujero negro supercompactoalrededor del cual gira toda la materiaque las compone. Las insignificantesseñales que llegan hasta nosotros noshablan de regiones enteras del universodonde ocurren descomunales catástrofes,así como de ambientes caóticos yfenómenos terribles, muy diferentes alsosegado rincón del mundo que

habitamos. Pero será quizá gracias a lacomprensión de estas lejanas catástrofescomo nuestra imagen del universo sevolverá más completa y precisa.

Complejos detectores terrestres y enórbita, algunos en estaciones espaciales,están llevando nuestra mirada más allá,reconstruyendo el mapa del universo taly como aparece en las frecuencias de losrayos X y gamma. Para conocer elorigen de los rayos cósmicos, enparticular de aquellos procedentes delas zonas más profundas del espacio ycuya energía es aterradora, se instalandetectores en los valles del altiplano delTíbet y se equipan con instrumentos demedición 3000 kilómetros cuadrados de

la pampa argentina. Para detectar losneutrinos procedentes del Sol y defenómenos como las supernovas hayquien se adentra en las minas másprofundas; otros sumergen en el marenormes cadenas de fotosensores, acientos de metros de profundidad, en elsantuario de cachalotes que hay cerca deCapo Passero, en Sicilia; también hayquien instala detectores en un kilómetrocúbico de hielo en la Antártida.

Las tropas especiales delconocimiento no descansan nunca ytrabajan incluso en los rincones másinhóspitos del planeta.

El mundo entero participa en lacacería de la materia oscura, que es, de

entre todos los misterios, el que a día dehoy parece estar más al alcance de lamano. Las investigaciones medianteaceleradores no son suficientes paracubrir todas las posibles formas bajo lascuales podría esconderse este tipo demateria; así pues, se instalan aparatosultrasensibles cuyo objetivo esidentificar las señales de lasinteracciones que estas partículas tienencon la materia ordinaria. Los eventosson absolutamente insólitos, y la energíaque se libera insignificante; por estarazón se construyen detectorescriogénicos que operan a temperaturasmuy cercanas al cero absoluto, con el finde registrar la diminuta cantidad de

calor producida por el hurto de unapartícula de materia oscura con losátomos de un cristal ultrapuro como elgermanio. Así pues, nos las ingeniamospara inventar nuevas técnicas deobtención de cristales con nivelesbajísimos de impurezas; también sebuscan los minúsculos destellos de luzque se crean cuando una de estaspartículas choca con los átomos de ungas noble líquido, como el xenón o elargón; es entonces cuando los físicosreúnen toneladas de estos gases paralicuarlos, y se inventan nuevos métodosde destilación para alcanzar la máximapureza; los materiales sensibles tienenque depurarse de cualquier forma de

contaminación para evitar que losresiduos radiactivos de ladesintegración debidos a algunaimpureza enmascaren la señal. Porúltimo, para reducir al mínimo laconfusión generada por el flujo de rayoscósmicos que golpea diariamente laTierra, se instalan aparatos en minasabandonadas o en laboratoriossubterráneos protegidos por kilómetrosde roca en cualquier lugar deNorteamérica, Europa o China.

Para asegurarse de que no se dejanada por intentar, se lanzan aparatos alespacio en busca de señales indirectas.Allí arriba, a cientos de kilómetros de laTierra, es más fácil detectar

producciones anómalas de partículasraras, como los positrones, en las quepodríamos observar procesos deaniquilación de partículas de materiaoscura entre sí.

Durante las próximas décadas, sicombinamos la investigación directa y laindirecta en los aceleradores, loslaboratorios subterráneos y los satélites,no quedará un lugar en el universodonde la materia oscura puedaesconderse a nuestras observaciones; noes difícil conjeturar que antes de laprimera mitad del siglo alguienencontrará una explicación convincentea este misterio, uno de los másintrigantes de la naturaleza.

También se han puesto en marchanumerosos proyectos para estudiar laenergía oscura. Uno de los másinteresantes, el Dark Energy Survey,empezó a recoger datos hace un par deaños. El corazón del experimento es unacámara fotográfica digital de granangular y tecnología puntera acoplada aun potente telescopio óptico que permitever una infinidad de galaxias lejanas yregistrar sus movimientos. La nuevacámara de 570 megapíxeles se haconstruido combinando decenas desensores especiales entre sí, sensibles alas frecuencias del rojo, las másimportantes para observar las galaxiasmás lejanas. Para reducir las

interferencias en la reconstrucción delas imágenes, la cámara opera en elvacío a −100 °C y utiliza sistemasinnovadores de reconstrucción deimágenes y reducción de ruido; se hainstalado en el foco de un telescopio decuatro metros de diámetro sobre el cerroTololo, a 2200 metros sobre el nivel delmar, 460 kilómetros al norte de Santiagode Chile. El telescopio aprovecha lascondiciones ópticas ideales de losAndes para observar, una por una,varias porciones de cielo, y así luegopoder reconstruir las imágenes de lasmiles de galaxias que las pueblan. Encinco años de observación se pretendenestudiar 300 millones de galaxias

situadas a miles de millones de años luzde nosotros. La era de las medidas deprecisión de la energía oscura hacomenzado.

DESENTRAÑAR LOS SECRETOS DELEJANAS CATÁSTROFES

Por último he aquí el mayor de todosnuestros obstáculos: entender la másobvia y a la vez la más elusiva de lasinteracciones: la gravedad. Siglosdespués de Galileo y Newton,generaciones enteras de físicos siguenpreguntándose sobre la más común delas fuerzas y sobre el papel que ha

jugado durante los primeros instantes devida del universo. En realidad, hasta eldía de hoy la gravedad ha conseguidoescaparse a todos los intentos quepretendían definirla como una fuerzaigual a las demás. La partícula de estainteracción, el gravitón, sigue siendotodo un misterio; nadie ha conseguidoregistrar ondas gravitaciones o crear unateoría cuántica de la gravedadconvincente; pero los progresos han sidoenormes y podría haber grandesdescubrimientos a la vuelta de laesquina.

Los experimentos que intentanobservar directamente ondasgravitacionales han alcanzado un

elevado grado de sofisticación,especialmente desde que entraron enjuego los grandes interferómetros. Lasondas gravitacionales son sutilesencrespamientos del espacio-tiempoprevistas por la relatividad general,pero son tan débiles que hasta ahora sehan escapado a todos los intentos deobservarlas. Solo la observación de lacontracción de la órbita de algunospúlsares en sistemas binarios deestrellas nos ha traído pruebasindirectas de la emisión de ondasgravitacionales. Los púlsares soncuerpos celestes extremadamentecompactos que concentran en un radiode unos diez kilómetros una masa que

puede llegar a ser el doble de la del Sol.Son estrellas altamente magnetizadasque giran sobre sí mismas a velocidadesincreíbles y emiten impulsos deradiación electromagnética en los polos;de ahí su nombre, que es la contracciónde Pulsating Radio Star. Cuando dosestrellas de neutrones forman un sistemabinario ruedan vertiginosamente enórbitas elípticas alrededor del centro demasa del sistema, y en estas condicionesla relatividad especial sugiere que unafracción de su energía orbital se emiteen forma de ondas gravitacionales; encaso de que la energía sea menor laórbita se contrae en el tiempo. Es laobservación que llevaron a cabo Russell

Hulse y Joseph Taylor, dos astrónomosque trabajaban en el enormeradiotelescopio de Arecibo en PuertoRico y que estudiaron lo que ocurría enel púlsar B1913+16. Gracias a estedescubrimiento recibieron un Nobel en1993.

A partir de ese momento comenzó lacacería a la detección directa de ondasgravitacionales, y se convirtió en unaprioridad que atrajo el interés de cientosde científicos, así como la atención delas grandes agencias de investigación; sedestinaron recursos para la construcciónde modernas infraestructuras basadas enenormes interferómetros.

El principio de funcionamiento de

estos aparatos es simple: un haz láser sedivide en dos y se envía en direccionesperpendiculares. Los dos haces recorrenalgunos kilómetros a través del vacíomás absoluto, luego son reflejados porespejos especiales y vuelven hacia atráspara encontrarse de nuevo. El cruce delos haces produce fenómenos deinterferencia que dependen de las másleves diferencias de camino óptico. Sipasa una onda gravitacional, ladistorsión del espacio-tiempo estira unode los dos brazos y acorta el otro; deesta minúscula diferencia nace unaseñal.

Los instrumentos dedicados a lainvestigación de ondas gravitacionales

son de los más sofisticados que hacreado la humanidad. Actualmente soncapaces de detectar una diferencia entrelos caminos ópticos de dos haces dehasta 10−19 metros, la diezmilésimaparte de las dimensiones de un protón.Sin una sensibilidad tan elevada nohabría ninguna esperanza de recoger lasseñales vinculadas al paso de una onda.

Los fenómenos que pueden generarondas gravitacionales significativasocurren muy lejos de nuestro planeta. Silas comparamos con la irradiaciónelectromagnética, para irradiar una ondagravitacional hace falta una cargagravitacional, es decir, una masaacelerada; pero la fuerza de la gravedad

es tan débil que solo si se sometenmasas gigantescas a aceleraciones muyelevadas pueden producirse ondasgravitacionales lo bastante fuertes comopara dejar huella en los experimentos dela Tierra. Se trata de dar caza afenómenos catastróficos, como laexplosión de una supernova, la fusión deun sistema binario de dos estrellas deneutrones formando un agujero negro ola fusión de dos agujeros negrossupercompactos. La teoría nos dice quedurante las últimas fases de estosfenómenos se emiten ondasgravitacionales muy potentes, aunque suintensidad disminuye rápidamente con ladistancia; con todo, las ondas emitidas

pueden dejar huellas en losinterferómetros terrestres si la distanciade los cuerpos celestes no supera los100 millones de años luz. Cuanto mayores la sensibilidad de los instrumentos,mayor es el radio de escucha, es decir,mayor es el número de galaxias quepueden observarse, y más alta laprobabilidad de registrar uno de estoseventos y gritar: ¡Eureka!

Aumentar la sensibilidad significacombatir el ruido; la distancia entre losespejos varía continuamente a causa demultitud de fenómenos que es necesariotener bajo control. Los espejos pendende aparatos terrestres y por muchacautela que uno tenga su posición se ve

afectada incluso por los más levessismos del planeta; complejos sistemasde atenuación intentan eliminar todas lasperturbaciones que puedan transmitir elsuelo o el aire: el paso de un camión ode un avión a kilómetros de distancia, elviento que agita las hojas, las olas delmar rompiendo contra los escollos o elfluir de un río; también hay que tener encuenta el movimiento browniano de losespejos mismos, las fluctuacionesestadísticas del número de fotonesemitidos por los láseres que losiluminan, etcétera. Son necesarioscientos de trucos para acallar todasestas interferencias y percibir elsutilísimo susurro que transmite la onda;

es como si se buscara un silencioabsoluto para poder escuchar el ecolejano del pequeño «eructo» emitido porun agujero negro que acaba de devoraruna gigante roja cuya masa es diez vecesla del Sol a cincuenta millones de añosluz de nosotros; o el «gorjeo» de dosagujeros negros que acaban defusionarse después de girar el unoalrededor del otro de forma paroxísticadurante las últimas fases de su danzamacabra.

Para combatir el ruido y aumentar lasensibilidad se han construido másaparatos y se han vinculado entre sí.Conociendo las distancias entre losinterferómetros se puede calcular cuánto

tardaría la onda en dejar huella en cadauno de ellos, lo cual supone un ulteriorinstrumento a la hora de reducir el ruido.El observatorio LIGO (LaserInterferometer Gravitational-WaveObservatory) gestiona tres grandesinterferómetros en Estados Unidos: unoen Livingstone, Indiana, y los otros dosen el mismo tubo de vacío en HanfordSite y Richmond, en el estado deWashington. Los tres aparatosamericanos colaboran y comparten susdatos con el interferómetro italo-francésVIRGO, cuyo nombre deriva de uncúmulo de 1500 galaxias que seencuentra en la constelación de laVirgen, a cincuenta millones de años luz

de distancia. El VIRGO está instaladoen Italia, en Cascina, cerca de Pisa. Hayotros interferómetros de menor tamaño ysensibilidad en Alemania y Australia, yen India están proyectando laconstrucción de otro.

Hasta ahora ninguno de los aparatosha conseguido registrar una señal deondas gravitacionales, pero losprogresos que se han realizado en losúltimos años han mejorado lasensibilidad e invitan al optimismo; todoindica que estamos cerca de undescubrimiento. El día que alcancemoseste objetivo no solo será un granmomento para la ciencia, sino quetambién quedará inaugurada una nueva

rama de la astronomía; se podráobservar el universo desde unaperspectiva totalmente diferente ycomplementaria a la actual. Utilizandonuevos instrumentos y equipandotambién el hemisferio austral podránidentificarse las fuentes de ondasgravitacionales y tal vez construir unanueva imagen del universo utilizandouna radiación completamente diferente ala actual. Las informaciones quepodremos obtener utilizando todas lasfrecuencias del espectroelectromagnético, además de los rayoscósmicos, los neutrinos y las ondasgravitacionales, permitirán arrojar algode luz sobre los secretos de esas lejanas

catástrofes cuya comprensión entraña unmejor conocimiento de nuestro universo.Maximizando la sensibilidad seintentará identificar las ondasgravitacionales fósiles, residuo del BigBang, y quizá empecemos a entender elpapel que la gravedad desempeñó en losprimeros instantes del universo.

Por esta razón ya se ha propuesto lainstalación de interferómetros en elespacio; aparatos que orbitaránalrededor del Sol, lejos de cualquiermolestia sísmica, que se moverán en elmáximo vacío del espacio sideral yutilizarán haces láser que recorreránmillones de kilómetros. Se trata delproyecto eLISA (evolved Laser

Interferometer Space Antenna) de laAgencia Espacial Europea, para el cualse están llevando a cabo pruebas defiabilidad y que podría ponerse enórbita en 2034.

Recogerá estos desafíos una nuevageneración de científicos, capaz de darun salto cualitativo a la hora de idearnuevos y más sofisticados instrumentos,así como las tecnologías necesarias paraproducirlos. Necesitamos unageneración de mentes jóvenes ybrillantes que den un nuevo impulso a lacarrera del conocimiento.

EPÍLOGO:BONOBOS, CHIMPANCÉS Y

SUPERNOVAS

No somos los únicos simiosantropomorfos que tienen su propiaconcepción del mundo. Lospaleoantropólogos han detectadodiversas especies de homínidos que sehan desarrollado paralelamente al Homosapiens. No somos los únicos habitantesde la Tierra, también la pueblan loschimpancés y los bonobos, así como los

orangutanes y gorilas. Solorecientemente los hemos admitido comoprimos cercanos, a pesar de quecompartimos con ellos gran parte delpatrimonio genético: somos especiessociales, utilizamos formas de lenguaje,organizamos ritos y ceremonias y sobretodo tenemos visión de futuro ypercepción de la realidad.

Para todas las especies dehomínidos esta ha sido una gran ventajaevolutiva. Saber construir herramientaspara conseguir comida, buscar la piedraadecuada para romper una nuez, o unarama lo bastante fina para que quepa enla cavidad donde las abejas tienen lamiel, son habilidades que requieren una

concepción de uno mismo y de larealidad circundante. Organizarse paratransmitir al clan cualquier peligropotencial implica tener conciencia delalcance de nuestras acciones, así comola transmisión del conocimiento entregeneraciones.

Los progresos del Homo sapiens ala hora de adaptarse a los ambientes másdispares han sido siempre asombrosos;pero en los últimos cuatrocientos añosha ocurrido algo extraordinario que hasupuesto un impulso en su pugna porhabitar este planeta. Este particularhomínido ha descubierto un nuevoinstrumento que le permite construirseuna visión del mundo mucho más

sofisticada y completa de la que habíadesarrollado hasta el momento; estenuevo instrumento se llama «métodocientífico», su descubrimiento esrelativamente reciente y su autor es elitaliano Galileo Galilei.

Cuando en 1604 una nueva estrellaapareció en el cielo, todos los habitantesde Europa volvieron su vista alfirmamento para observar el astro. Hoysabemos que fue una supernova. Lallamamos SN1604, siguiendo lanomenclatura que incorpora a las siglasel año en que ocurrió la explosión. Elinterés por la observación de los astroscondujo a Galileo a mejorar uno de losprimeros y rudimentarios catalejos, que

convirtió en un instrumento deinvestigación científica. En cuanto elaparato alcanzó un adecuado número deaumentos, Galileo se dedicó a observarla Luna y los principales planetas delsistema solar; concentró su atención enJúpiter y en las extrañas «estrellitas»que lo rodeaban, que parecían moversede forma extravagante; las conclusionesa las que llegó no dejaban lugar a dudas:se trataba de satélites de Júpiter.

Galileo vio cosas que no debía ver:la Luna no era un astro perfecto eincorruptible, tal y como se creíaentonces, sino que estaba llena de vallesy montañas parecidos a los terrestres;alrededor de Júpiter orbitaban lo que

los científicos llamarán los «satélitesMediceos», y juntos formaban unsistema solar en miniatura. Todo estovio Galileo; pero lo más inaudito detodo es que tuvo el coraje de ponerlopor escrito.

En 1610, cuando Galileo publicó elSidereus Nuncius, nadie podíaimaginarse que aquellas observacionesque le acarrearían tantos problemas ibana cambiar el mundo para siempre.Supusieron un cambio histórico cuyoimpacto puede compararse a grandesrevoluciones como el desarrollo dellenguaje, del arte y del pensamientosimbólico.

Con Galileo nació la ciencia

moderna y la modernidad en general;para indagar en la naturaleza yconstruirse una visión más completa delmundo no hay que buscarconfirmaciones a lo que está escrito enlos libros o lo que transmite la tradición.A partir de ese momento, el hombre esun ser libre que busca en su interior, ensu propia inteligencia y creatividad unaexplicación para la realidadcircundante. Se explora la naturaleza, seplantean hipótesis y se verifican losresultados tras llevar a cabo variosexperimentos; cuando la hipótesis falla yno se logra demostrar aunque sea elfenómeno más insignificante hay quedescartarla y buscar una nueva. De este

modo, la ciencia amplía sus horizontes,corrige sus límites y errores y adquiereel poder de previsión que aún hoy laconvierte en la protagonista de loscambios más profundos.

Tenemos frente a nosotros grandesdesafíos que, con toda probabilidad,requieren un nuevo cambio deparadigma en nuestra forma de pensar elmundo. Tal vez el descubrimiento delbosón de Higgs ha marcado el inicio deeste cambio. Tal vez dentro de unos añosla humanidad podrá acelerar mástodavía en su carrera hacia elconocimiento, desarrollando tecnologíasque hoy parecen impensables.

No sé cuánto tiempo pasará antes de

que se produzca una nueva revoluciónconceptual de la física; tal vez décadas,o puede que más; pero estoy seguro deque la llevará a cabo una nuevageneración de jóvenes científicos,mentes frescas, intrépidas, deseosas dedemostrarle al mundo lo que ellos soncapaces de hacer allí donde todas lasgeneraciones anteriores fallaron.

Por suerte, vivimos en un país dondea pesar de todo siguen existiendoóptimas condiciones para que losjóvenes brillantes que quieren dedicarsu vida a la investigación puedandestacar; contamos con una grantradición en el campo de la física dealtas energías, varias universidades

excelentes, una eficiente organización dela investigación basada en entidadescomo el INFN, cuyos laboratorios einfraestructuras son la envidia de todo elmundo.

Solo deseo que la lectura de estelibro le haya inspirado a alguno de estosjóvenes el deseo de emprender unaaventura que podría cambiar su vidapara siempre; y, quizá, la de todosnosotros.

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar, me gustaría darles lasgracias a Fabiola Gianotti, Michel DellaNegra, Peter Jenni, Jim Virdee, JoeIncandela, Sergio Bertolucci y RolfHeuer, compañeros de viaje y conquienes he compartido las emocionesmás grandes de esta maravillosaaventura. Un agradecimiento especialpara Giorgio Brianti, Lyn Evans, SteveMyers, Lucio Rossi, Roberto Saban y

los cientos de físicos e ingenieros quehan construido y puesto en marcha elLHC.

También quiero dar las gracias atodos mis amigos del CMS, con quieneshe trabajado tantos años: Alain Hervé,Austin Ball, Sergio Cittolin, FabrizioGasparini, Igor Golutvin, Dan Green,Daniel Denegri, Teresa Rodrigo, Albertde Rock, Gigi Rolandi, Boaz Klima,Vivek Sharma, Gianni Zumerle, RinoCastaldi, Marcella Diemoz, UmbertoDosselli, Ettore Focardi, Kirsti Aspolay Nathalie Bleesz-Griggs.

Quisiera mostrar mi agradecimientoa las personas que he conocido a lolargo de todos estos años y en particular

a aquellos cuyas huellas han sido tanprofundas que se han convertido enverdaderos protagonistas de este relato:Carlo Rubbia, Gerard ‘t Hooft, JohnEllis, Sam Ting, Luciano Maiani, SauLan Wu, Marco Tronchetti Provera,Piero Lucchini, Giovanni Lajolo, JoséGrabriel Funes y Guy Consolmagno.

A François Englert y Peter Higgs, sincuya intuición no habría sucedido nadade lo que se cuenta en este libro, unfuerte abrazo, que también me gustaríacompartir con los cientos de jóvenes delATLAS y el CMS que han llevado acabo esfuerzos inimaginables para hacerposible este descubrimiento.

También quiero agradecer a todos

los que me han animado a escribir estelibro, en primer lugar a Luciana, mimujer, y a continuación a Amir Aczel,Sandro Garzella, Gian FrancescoGiudice y Andrea Parlangeli.

Por último una mención especial atres personas maravillosas que hantenido un papel importante en estahistoria y nos han abandonado hacepoco: Peter Sharp, Emilio Picasso yLorenzo Foà.

Guido Tonelli (1950) es uno de losprincipales protagonistas deldescubrimiento del bosón de Higgs en elLHC. Es profesor de Física General enla Universidad de Pisa (Italia) ycientífico visitante del CERN.

NOTAS

[1] El GeV (gigaelectronvoltio, es decir, 109 eV) es una unidad de medida para laenergía y la masa (que son equivalentesde acuerdo con la célebre ecuación deEinstein E = mc2) muy usada en física departículas. Para energías más altastambién se emplea el TeV: 1000 GeV (1012 eV). <<