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Bosón de Higgs. Una explicación para cualquiera

escrito por Eclectikus 23 agosto, 2012

A estas alturas del verano todo el mundo ha oído hablar del bosón de Higgs. En raras ocasiones un asunto tan imbricado de la Ciencia Base aflora a la superficie mediática, y aún más exótico es que esto ocurra en campos tan desconocidos como la Física Teórica y la Física de Partículas. Así que a los chalaos que nos apasionan estos asuntos asistimos encantados de ver que por unos días o semanas, asuntos como el Modelo Estándar o el bosón de Higgs están en boca de propios y extraños.

Encantados… y también espeluznados por el churrimerinismo despiadado con que se abordan los temas científicos en los medios generalistas, algo que por otro lado no nos sorprende después de años de seguir el absurdo epistemológico del Cambio Climático. Y no será por falta de buena información en Internet para todos los niveles de conocimiento.

Para una introducción básica sobre el bosón de Higgs, permítanme que les remita a un artículo que escribí en diciembre de 2011, cuando se hicieron los primeros anuncios del acorralamiento de la famosa partícula: Bosón de Higgs para legos. Y a un nivel (todavía) más básico, a raíz del anuncio del “cuasi descubrimiento” el pasado 4 de julio, escribí el correspondiente artículo, Bosón de Higgs para periodistas. Creo que la lectura reposada de ambos artículos es suficiente para tener una idea aproximada de que ha significado este gran hito de la Física. Y los perezosos que se salten estas lecturas, estén tranquilos, se puede vivir perfectamente sin saber una palabra de este tema, ni siquiera es necesario para leer el resto de esta entrada.

Este artículo que ahora escribo podría ser un cierre perfecto de la serie mencionada, y en el me gustaría centrarme en el organismo que ha llevado a cabo las investigaciones, el CERN, su estructura, su financiación, cuál ha sido su retorno, y algunas reflexiones.

1.- ¿Qué se investiga en el CERN?

Básicamente Física de Partículas, esa parte de la Ciencia que estudia los constituyentes fundamentales de la materia. El nombre de CERN se derivó originalmente del acrónimo de Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, pero que no se asusten nuestros amigos ecologistas, en realidad la palabra nuclear proviene de que cuando se creó este organismo a mediados del siglo pasado, la investigación en este campo se centraba en las partículas subatómicas, es decir los núcleos, nada maligno per se. Dado que nuestra comprensión de los átomos ha crecido exponencialmente en los últimos sesenta años, y sabemos fehacientemente que los núcleos están formados por protones y neutrones, y que estos a su vez están formados por quarks, el término nuclear ha perdido su sentido, aunque se haya mantenido también en el acrónimo inglés: European Council for Nuclear Research.

2.- ¿Cómo está estructurado?

Desde su creación en 1954 a propuesta del físico francés Louis de Broglie, con 12 países fundadores, hasta la actualidad con 20 países miembros y 8 observadores (seis países y dos organismos internacionales), la estructura ha sufrido altas y bajas:

Miembros fundadores (12).- Bélgica, Dinamarca, Francia, República Federal de Alemania, Grecia, Italia, Países Bajos, Noruega, Suecia, Suiza, el Reino Unido y Yugoslavia.

Miembros hoy (20): Alemania, Francia, Reino Unido, Italia, España, Países Bajos, Suiza, Polonia, Bélgica, Suecia, Noruega, Austria, Grecia, Dinamarca, Finlandia, República Checa, Portugal, Hungría, Eslovaquia y Bulgaria.

Observadores (8): Comisión Europea, India, Israel, Japón, Rusia, Turquía, Unesco, Estados Unidos.

Candidatos (3).- Israel y Rumanía ya contribuyen en los presupuestos y junto con Serbia se integrarán próximamente. Brasil y Rusia además tienen presentadas las solicitudes de incorporación correspondientes.

3.- ¿Cómo se financia el CERN?

La financiación es básicamente pública. Se realiza un reparto de cargas proporcional al porcentaje que representa el PIB de cada país en el PIB global de los países participantes. La gestión de los dineros recae en un comité ad hoc que cuenta con la representación de cada uno de los países miembros. Todos los asuntos económicos, operativos, comerciales y de personal son dirimidos en el seno de este comité.

Toda la información sobre estos aspectos se puede encontrar en este PDF, y todos los informes generados desde 1953 se pueden revisar aquí.

Por ejemplo, podemos examinar cuales han sido los presupuestos para este año 2012:

Por tanto estamos hablando de que el coste total para 2012 no llega a los 1000 millones de euros, de los cuales nuestra maltrecha economía aporta un 8%, el quinto país, por una vez empezando por arriba, lo que hace un total de algo más de 77 millones de euros, es decir, aproximadamente el 0.03% de los 221182 millones previstos como ingresos en PGE 2012. Menos que las subvenciones al cine en 2011 y un poco más de lo que recibe este año (106.59 y 68.86 millones respectivamente); en torno a una tercera parte de lo que recibieron los sindicatos en 2010; o menos de una quinta parte del presupuesto del Real Madrid en la temporada pasada (en torno a los 500 millones).

4.- ¿Cúal es su retorno?

Repesco una anécdota sobre Michael Faraday, que dice que cuando presentó en una conferencia su descubrimiento de la inducción magnética, una señora que por ahí andaba, le preguntó:

Señor Faraday, ¿para qué sirve todo eso que nos ha contado?

A lo que Faraday replicó:

Señora, ¿Y para qué sirve un recién nacido?

Hay otra versión, la liberal, que cambia la respuesta de Faraday:

– Señora, dentro de unos cuantos años pagará impuestos por esto.

Resulta complejo exponer en que beneficia a la sociedad la Ciencia Básica en general. Suele ser algo étereo y escasamente perceptible en tiempo real. Afortunadamente el hecho de que el CERN lleve más de cincuenta años funcionando, y los espectaculares avances que la Física ha aportado desde el siglo XVIII de una manera horizontal, nos permiten ilustrar de una manera comparada y consistente, qué aporta un centro como el CERN al desarrollo humano.

Hay dos campos en los que resulta más evidente la influencia, la informática y las tecnologías médicas. El caso del desarrollo de Internet es paradigmático, aunque no se puede decir que naciera en (o por) el CERN, lo cierto es que algunas de sus tecnologías fueron desarrolladas allí, hasta el punto que la primera página de la WWW, estaba alojada en el CERN y la mayor parte de la gente que colaboró en el proyecto trabajaba también allí. En la actualidad el CERN también es pionero en la computación distribuida (grid computing) y mantiene uno de los principales centros de Supercomputación en Europa (European Grid Infrastructure).

Y en cuanto a las diferentes técnicas médicas influídas por los experimentos desarrollados en el CERN se pueden citar los avances en radioterapia, radioinmunoterapia, prevención clínica, tratamiento de imagenes, etc. Recomiendo una lectura transversal al informe de la conferencia de 2010 Physics for Health in Europe.

5.- ¿Es el hallazgo del bosón de Higgs el punto y final?

Rotundamente no. Usemos el ejemplo del electrón, ¿supuso el descubrimiento de esta partícula por J.J. Thomson en 1897 el fin del estudio del electrón? Al contrario, fue más bien el inicio de toda una aventura que nos ha adentrado en el conocimiento de la estructura del átomo y su naturaleza cuántica, que a la postre nos ha llevado a la más espectacular serie de descubrimientos (y aplicaciones) de la Historia de la Ciencia. Basta comprobar cómo era el mundo hace 100 años y cómo es el mundo hoy, y fijarse que en las mayores diferencias que se encuentren, es difícil no encontrar en mayor o menor medida uno u otro fundamento de los avances físicos desarrollados entonces.

De la misma manera, aún confirmándose que la partícula anunciada el pasado 4 de julio, es sin una duda razonable el bosón de Higgs tal como se define en el Model Estándar, nada se cierra, si no que se abre toda una nueva rama de investigación que analice el comportamiento y las propiedades de esta partícula. De la misma manera que Thomson era incapaz de sospechar, a finales del siglo XIX, las implicaciones del conocimiento de la existencia del electrón, creo que hoy no hay nadie que sea capaz de imaginar las consecuencias a largo plazo que pueden suponer el hallazgo del bosón de Higgs. Y menos durante los albores del descubrimiento.


6.- Reflexiones

A la luz de estos datos y consideraciones me surgen algunas preguntas y algunas respuestas que paso a compartir con los lectores:

¿Es un despilfarro gastar tantos millones de euros en estos tiempos de crisis? En mi opinión no. Creo que el grueso del esfuerzo económico está ya hecho, y parar o ahogar presupuestariamente este proyecto sería un error imperdonable. Afortunadamente las voces que suelen surgir en esta dirección, desaparecen de la misma manera que aparecen, sin pena ni gloria, y un cierre en falso del CERN es altamente improbable.

¿Es el modelo de financiación actual el único factible? Pues posiblemente tampoco, aunque es difícil contemplar un escenario en el que la empresa privada afronte desde el principio un proyecto de esta magnitud, si que resulta posible imaginar una mayor participación de capital privado en los estadios avanzados de este.

¿Alguna idea de que algo como el CERN fuera desde el inicio una aventura privada? Yo desde luego no veo la forma, pero es una buena pregunta para los anarco-capitalistas, quizá alguien de por aquí pueda aportar alguna solución imaginativa. Yo desde luego no la tengo.

Nota.- Luis Gómez, el comandante en jefe, me ha propuesto que colabore en DEE. Para un lector habitual del blog, siempre admirado por el enfoque riguroso de los temas que aquí se tratan, y por la calidad de los artículos, sus autores y muchos de los comentaristas, la propuesta no deja de ser un reto, ideal para un kamikaze intelectual como el que esto escribe. Por ello estoy encantado de aceptar el envite, y espero no haber aburrido al respetable.