La ciencia contra los dragones (o celadores de la inteligencia y sus leyes invariables de la naturaleza)

Nadie puede asegurar que sea en los experimentos más grandes y más caros, aquellos que se desarrollan en los centros de investigación de Europa, los Estados Unidos, Japón, Rusia o China, en los que se vaya a lograr antes que en otros sitios con menos recursos financieros resultados efectivos en la búsqueda de respuestas a las principales interrogantes que se plantea la ciencia de nuestros días.

Del mismo modo, resulta incierto si acaso estos resultados y nuevas constataciones empíricas y teóricas vayan a producirse en laboratorios y centros de investigación de países con menos fondos públicos y privados destinados a la ciencia, ahí donde los experimentos-tan complejos como los que se desarrollan en centros de investigación grandes- deben ejecutarse en laboratorios pequeños, con recursos limitados y, en consecuencia, con un número limitado de investigadores profesionales y técnicos. El sentido común indica que estas limitantes dejan a estos laboratorios fuera de “las grandes ligas” y que difícilmente desde ahí podrían llevarse a cabo aportes relevantes a nivel global. Pero pensar de este modo es precisamente lo que frena el avance de las ciencias mucho antes de iniciar su recorrido.

En ambos casos, las posibilidades de lograr resultados que cambien nuestra percepción y comprensión de las fuerzas de la Naturaleza, nuestra interacción con ellas y la forma en que las nuevas tecnologías derivadas de estas investigaciones puedan asociarse al incremento en las condiciones de vida a nivel mundial, dependerá fundamentalmente de la calidad y cantidad de los investigadores y técnicos, de propuestas imaginativas y revolucionarias en la investigación y en los experimentos, de las formas en que la sociedad reconozca el trabajo de estos profesionales y del uso adecuado de los financiamientos y equipos con que cuenten los equipos de trabajo.

Los ejemplos no faltan. Desde hace 21 años, un equipo de científicos, profesionales y técnicos, radicados en la Comisión Chilena de Energía Nuclear, CCHEN, trabaja coordinadamente en el desarrollo de experimentos y equipamientos destinados a alcanzar lo que podría considerarse el Santo Grial de las ciencias modernas: la fusión termonuclear controlada. Se busca partir con un elemento y terminar con otro -el sueño del alquimista-, y la consecuencia deseada es que al final de este proceso de transformación haya energía favorable disponible. La energía que proviene del Sol y de todas las estrellas nace de la fusión nuclear. Lograr reproducir en un laboratorio este proceso podría significar transformaciones radicales, tanto en la forma y calidad de vida de los habitantes de la Tierra, como en las relaciones sociales, comerciales y de poder en nuestro planeta. La titánica tarea a la que se ha encomendado este Grupo de Plasma y Fusión Nuclear, en el seno de un instituto del Estado, es posible gracias a la combinación de recursos provenientes de fondos concursables y a los aportes presupuestarios del propio instituto, pero sobre todo se debe a un equipo humano que, desde sus comienzos, ha entendido que para hacer ciencias con sentido de trascendencia nacional e internacional, se debe apostar por los recursos humanos, la excelencia y la sinergia de diversas voluntades, tanto del mundo de la investigación científica como de las políticas públicas que lo permitan.

En este equipo, los pensamientos y las ideas que buscan respuestas en la Naturaleza a las preguntas basales que inquietan al ser humano no son distintos a los que los científicos y los filósofos han tenido desde siempre. Se deben sortear dificultades teóricas, pero también políticas.

Una de las particularidades de las ciencias es que las leyes van ampliándose o mutando. El científico debe estar consciente que el desarrollo de las ciencias puede demostrar, en todo momento, que lo que antes creímos verdadero hoy resulta falso. Hay ejemplos clásicos, como la mecánica de Newton, que es una aproximación que funciona en un rango de dimensiones de la escala humana, pero que no es efectiva ni correcta en la escala astrofísica ni la subatómica. La motivación central de un científico debe ser siempre intentar demostrar que las cosas son diferentes a como las entendió antes.

La ciencia avanza contra la corriente porque su motor, la fuerza de su búsqueda, está más en las preguntas, en las dudas, en la posibilidad del error o en el “no estar viendo el todo por concentrarse en las partes”, que en las certezas inamovibles o en los dogmas. La ciencia se pregunta y se arriesga. Ha sucedido antes tantas veces. Un recordatorio: forzando la mano de toda lógica, establecida como ley natural o axioma invariable, la Tierra fue durante siglos una superficie plana, delimitada en sus cuatro costados por abismos al infinito custodiados por temibles dragones marinos. Leyes similares se han establecido a lo largo de la historia para efectuar todo tipo de cálculos y proyecciones en torno al potencial desarrollo de la especie humana; han estado presentes en fórmulas económicas, políticas o científicas, generando certezas tales como que no debe navegarse hacia el horizonte. Y entonces, para aquellos herejes que se atrevieron en su tiempo a pensar que no había ni tales abismos ni aquellos dragones y que el futuro de la humanidad radicaba en saber que el horizonte está siempre más allá, hubo burla, horca, hoguera, excomunión, pero jamás espacio para sus investigaciones ni para la exposición de sus ideas… Hasta que, tarde o temprano, aquellas «leyes estáticas e invariables” se descompusieron y cayeron por su propio peso. Cada vez que esto ha sucedido, la humanidad ha dado un salto hacia adelante, porque nuestro avance se realiza de ese modo, a saltos. Y con la ciencia avanza la tecnología y con la tecnología el comercio y con el comercio cambia también la vida cotidiana, nuestras prioridades, deseos y necesidades. Pero siempre habrá nuevos abismos y nuevos dragones que vigilen nuestras contemporáneas «leyes invariables de la naturaleza», y el horizonte siempre estará más allá del alcance de estos celadores de la inteligencia.

Las discusiones en torno a la ciencia y su valor no se limitan a la comprensión de la materia, del Universo, de la vida y de la muerte. También hay otro tipo de preguntas, como ¿para qué las ciencias? ¿Qué relación hay entre investigación científica y desarrollo? ¿Pueden o deben los profesionales que ejecutarán la ciencia durante las próximas décadas estar ausentes del debate respecto de las prioridades de investigación? ¿Es capaz este país, o cualquier otro, de generar espacios de investigación coherentes y dignos y aumentar la cuota en adelante? ¿Quién debe financiar las investigaciones y a quiénes deben responder los científicos y sus tareas experimentales o teóricas? Y si se pretende que el país no requiere de científicos sino de técnicos y mano de obra calificada para la producción inmediata de bienes o para la explotación de los recursos naturales, ¿para qué formar investigadores?

El Doctor en Física Experimental, Leopoldo Soto, sostiene que “los científicos no somos seres de otro planeta. En el campo preciso de nuestras profesiones, tenemos opinión, y muy válida, respecto de las necesidades de la nación. El modelo imperante parece preocuparse más por andar produciendo o importando chucherías y suntuarios, mientras intenta justificarlos como ‘desarrollo tecnológico’, que de definir políticas científico-tecnológicas de largo alcance”. Licenciado de la Facultad de Física de la Universidad Católica en el año 1988, el Doctor Soto realizó un postgrado con una beca de la Fundación Andes, doctorándose en septiembre de 1993, siendo ésta la primera vez que una universidad chilena otorgaba un doctorado en física experimental. Los resultados de su tesis dieron como resultado el primer artículo en física experimental hecho en Chile publicado en el Physical Review Letters, la revista de más alto impacto en el medio. Contratado por la Comisión Chilena de Energía Nuclear en 1993, se encontró con una institución sin experiencia e historia en investigación y física de plasmas. La propuesta entonces consistió en crear un grupo de investigación de calidad e impacto internacional en el área. El resultado, luego de años de trabajo, es el grupo de plasma y fusión nuclear, y sus áreas de trabajo son la física del plasma, descargas eléctricas de alta densidad, plasmas densos y calientes de interés termonuclear, inestabilidades y estabilidades del plasma En el área de óptica trabajan en holografía y diagnósticos ópticos no destructivos. Todos temas y áreas específicas de interés para los grandes laboratorios del mundo y en los que el equipo de trabajo explora aplicaciones concretas.

En este grupo están concientes que la ciencia permite a la nación desarrollar profesionales de alto nivel, agregar valor a los recursos naturales y, en general, entregar al país educadores con experiencia en la generación de conocimiento. A pesar de ello, las ciencias están muy mal valoradas por la sociedad chilena, los sueldos de los investigadores son bajos y persiste una fuerte desmotivación social hacia la juventud interesada en andar el camino de las ciencias. “Es muy común, por ejemplo, que si alguien quiere estudiar biología, todo el mundo les recomiende que estudie medicina, así como ingeniería en vez de física. En Chile se incentiva mucho más el deporte que las ciencias, más al deportista que al investigador, pero he tenido la oportunidad, ya como científico formado, participando como evaluador en las ferias científicas juveniles, de encontrar a muchos estudiantes que demuestran un esfuerzo y un entusiasmo enormes por las ciencias, y me ha tocado también hablar con profesores que se sacrifican como verdaderos héroes para hacer talleres científicos en sus escuelas y liceos, gratis las más de las veces. Lo malo es que todo ese entusiasmo se ve seriamente dañado cuando los padres, tíos, o amigos bienintencionados les recomiendan a los jóvenes estudiar ‘otra cosa antes’, y después dedicarse a lo que realmente les apasiona. El problema es que un científico de calidad tiene que formarse desde joven, no puede dejar su talento en el congelador para más adelante. Hasta ahora, me parece, todo en este país se hace con buena voluntad, pero eso no basta para diseñar un verdadero programa de desarrollo científico a nivel nacional, y si hay científicos formados en Chile, se debe principalmente a que se trata de gente con una enorme pasión, con un acercamiento muy emotivo a las ciencias”, sostiene el Doctor Leopoldo Soto.

Para que la ciencia se proteja de la maldición del anquilosamiento y el conservadurismo, debe funcionar con parámetros democráticos. La comunidad de científicos debe decidir si acaso una investigación está metodológicamente bien hecha. Lo fundamental es comparar ideas y resultados con el comportamiento real de la Naturaleza, y es en ese campo donde juegan un papel fundamental las ciencias experimentales y, particularmente, la sinergia entre diversas disciplinas científicas desde las que se hagan preguntas desde múltiples ángulos acerca de los mismos fenómenos, para abordarlos de modo conjunto y comparativo.

Las preguntas claves son, entonces, ¿de qué forma una institución del Estado, como la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), puede evaluar el beneficio que conlleva la existencia de laboratorios de física experimental? ¿Qué es lo que retornan estos laboratorios y estas instalaciones al país?

Para comenzar a responder, se debe considerar que la CCHEN tiene múltiples funciones que atender y que por ley necesariamente debe cumplir, como la fiscalización y regulación del uso de radiación a nivel industrial y la producción de radio medicina que se utiliza en los hospitales en Chile. La medicina nuclear y radiológica en Chile existe gracias al impulso y trabajo de la CCHEN. Pero su labor no se detiene ahí, pues este instituto contribuye a la formación científica, atrayendo a estudiantes e investigadores de avanzada de diferentes lugares. Por este laboratorio han pasado más de 50 estudiantes de pre-grado, alrededor de 10 estudiantes de postgrado, dos han hecho el doctorado ahí y han transitado por sus instalaciones investigadores post-doctorales.

Por otro lado, sostiene el Doctor Soto, “los experimentos que nosotros hacemos nos han permitido adquirir y desarrollar en Chile conocimiento concreto. Hemos tenido que diseñar experimentos, construirlos en el país, implementar tecnología e instrumentación de nuestra propia invención y construcción para el desarrollo de nuestros experimentos, lo que a la vez nos han dejado la posibilidad de resolver otros problemas. Gracias a lo que hemos desarrollado, específicamente en temas de plasmas densos transientes que funcionan con potencia eléctrica pulsada, hemos podido avanzar colaborativamente con Codelco para una aplicación para la minería que podría tener un alto impacto industrial y que podría reemplazar el uso de explosivos. Concretamente, no seríamos capaces de hacerlo si no hubiésemos recorrido antes un camino de años, aprendiendo a hacer física experimental en las condiciones en que ésta se puede hacer en Chile”.

Para potenciar el resultado y ampliar la gama de aplicaciones prácticas y teóricas de la investigación realizada por este equipo, se ha constituido un equipo de trabajo multidisciplinario bajo la forma de un Proyecto Anillo de Asociatividad Intermedia de Física de Plasma, Potencia Pulsada y Biología Celular para Energía, Vida y Medio Ambiente. En este proyecto participan también biólogos y médicos de la Universidad de Chile e investigadores de la Universidad de Talca.

Sucede que el plasma es un estado de la materia que, dependiendo de su forma de generación experimental, permite obtener un amplio rango de densidades y temperatura de la materia. Según las condiciones de generación, puede producir campos eléctricos, campos magnéticos, rayos X, radiación ultra violeta, luz visible, radiación infrarroja, haces de iones, de electrones, neutrones, chorros de plasmas, ondas y ondas de choque. La forma más común de producir plasmas en un laboratorio es a través de descargas eléctricas, pudiendo ser éstas continuas o pulsadas. Aún cuando puede haber situaciones intermedias, en general las descargas continuas producen plasmas más bien fríos y diluidos, mientras que las descargas pulsadas generan plasmas calientes y densos que permiten la exploración y desarrollo de tecnologías aplicables a diferentes actividades productivas y de servicios en los ámbitos de la electrónica, la micro-litografía, comunicaciones, imágenes, medicina, agricultura, minería, energía, defensa, medio ambiente y nuevos materiales, entre otros.

De ahí que el Proyecto Anillo reúna a científicos y técnicos de disciplinas tan variadas como la física, la ingeniería, la medicina y técnicos de múltiples áreas, en la búsqueda de resultados tan diversos como concatenados en áreas de desarrollo experimental en el campo de la física de plasmas y la fusión nuclear.

Los intereses de investigación del Proyecto Anillo abordan líneas tales como la física básica de plasmas densos de interés en fusión nuclear que permitan la dinámica, estabilidad y producción de partículas y radiación a partir de plasma producidos por descargas eléctricas transientes tipo z-pinch (plasma focus, fondo de gas neutro, arreglos de alambres). Simultáneamente, se llevan adelante estudios de escalamiento y miniaturización de dispositivos de plasma focus que permiten la realización de experimentos que producen una física similar a la que se obtiene en grandes instalaciones experimentales de fusión nuclear, pero en equipos de menor tamaño y costo. Resulta interesante y revelador que estas ideas que el grupo puso en el tapete a partir de su propia iniciativa, hoy sean recogidas y desarrolladas en otros países con un desarrollo similar al de Chile, pero también en países desarrollados o con recursos infinitamente superiores invertidos en ciencias. Por otro lado, con los resultados de estos estudios se han diseñado y construido equipos de plasma focus miniaturizados, en la idea de producir fuentes portátiles no radiactivas de neutrones y rayos X para aplicaciones diversas, constituyéndose el Anillo, en este tema, en uno de los líderes mundiales.

También se realizan estudios del efecto de las radiaciones pulsadas en materiales de interés para reactores de fusión nuclear tales como tungsteno, molibdeno, cerámicas avanzadas, materiales compuestos, que se consideran candidatos para diferentes partes de reactores de fusión nuclear. Del mismo modo, se constatan los efectos de la radiación pulsada en la materia orgánica y biológica mediante pulsos de radiación de baja dosis, pero muy intensos, sobre células y materia orgánica y se comparan con el efecto de radiaciones continuas convencionales. En este mismo campo de investigación, se ha iniciado el estudio de plasmas continuos, tipo antorchas de plasmas, tanto de baja potencia (para aplicaciones en biología y medicina) como de alta potencia (para el tratamiento de la basura, en particular los desechos intrahospitalarios).

La realización de varias de las investigaciones señaladas ha significado el desarrollo de competencias en técnicas de potencia pulsada y en la exploración de sus aplicaciones en diferentes campos, en particular la minería.

A pesar de iniciativas del calibre de las que aborda el Proyecto Anillo de Asociatividad Intermedia de Física de Plasma, Potencia Pulsada y Biología Celular para Energía, Vida y Medio Ambiente, sigue siendo cierto que en Chile es común la concepción de que la investigación científica es una actividad netamente universitaria; pero la ciencia ofrece mucho más resultados que los que una universidad puede manejar, e impacta en una serie de ámbitos más allá de los centros académicos, como el medio ambiente, la economía, el sector productivo público y privado, las relaciones internacionales, la defensa de la soberanía (tanto nacional como popular), etcétera.

“Los países desarrollados”, señala el Doctor Leopoldo Soto, “han entendido esto hace muchos años y ahí la investigación se realiza no sólo en las universidades sino que también en institutos públicos o del Estado, en el sector productivo (público y privado) y en las fuerzas armadas. En cambio en Chile, un 95% de la investigación se realiza en las universidades, completamente desconectada de otros ámbitos de la vida nacional, pues lo que se hace ahí es, principalmente, lo que el investigador como individuo determina investigar. Así, difícilmente vamos a poder tener una ciencia que esté al servicio de los intereses generales del país y que se conviertan necesariamente en investigaciones de interés público. Y esto se debe a que no hay una política de Estado a este respecto. No hay una política científica a nivel nacional”.

Lo anterior queda en evidencia, por ejemplo, cuando definiciones esenciales para el futuro del país y sus recursos –como es el caso de la extracción del litio- queden sujetas a diagnósticos e investigaciones realizadas y financiadas directamente por consorcios privados, nacionales y extranjeros, cuyos intereses entran en flagrante conflicto con aquellos de la nación. O como cuando en un país como el nuestro, expuesto a las fuerzas de la Naturaleza que se traducen en terremotos, aluviones, erupciones volcánicas, el Estado no considera de relevancia invertir de modo prioritario en investigaciones científicas de calidad -hechas en Chile y con investigadores que pertenezcan a los institutos públicos- que pudieran, en el mediano y largo plazo, permitir una mejor y más oportuna comprensión de estos fenómenos. Las consecuencias de esta ceguera son evidentes.

Pero al menos en materia de propuestas e iniciativas innovadoras, hay equipos de científicos trabajando y sus avances son, aunque parciales, sistemáticos y pulsados, al modo en que palpitan las radiaciones en el z-pinch. Son saltos pequeños mas cualitativos, como son los saltos con que la ciencia ha avanzado desde aquellos tiempos de dragones y abismos. (Continuará).

*Escritor, director y editor de Ceibo Ediciones. Estudió Licenciatura en Biología en la Universidad Católica de Chile.