Abriendo fronteras en la física de partículas: Chile postula para ser miembro asociado del CERN

La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) es el mayor laboratorio de física de partículas del mundo, conocido por el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), una lupa superpoderosa que permite a los científicos ver y entender los pequeñísimos ladrillos fundamentales con los que está construido el universo. El LHC ha permitido descubrimientos como el del Bosón de Higgs, una partícula clave para explicar por qué las cosas tienen masa. 

“Formar parte de CERN es fundamental porque permite el acceso a experimentos de vanguardia, a colaboraciones con científicos de todo el mundo; y a tecnologías avanzadas en detección de partículas y análisis de datos”, comenta Francisca Garay, académica del Instituto de Física de la Universidad Católica. 

Y si bien  diversos investigadores chilenos ya colaboran con CERN, nuestro país, a través del Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación (MinCiencia), está en proceso de postulación para convertirse en uno de sus miembros asociados y así poder participar más activamente en sus investigaciones y proyectos.

Francisca Garay es una de las científicas que colabora desde la UC con CERN, tanto en el actual Gran Colisionador de Hadrones (LHC) como en futuros proyectos.  

El LHC es un anillo de 27 kilómetros de circunferencia, donde los hadrones -un tipo de partículas subatómicas formados por quarks, como los protones- viajan casi a la velocidad de la luz. El objetivo es que estas partículas choquen entre sí y se rompan en fragmentos aún más pequeños para así, por ejemplo, recrear condiciones similares a las que había justo después del Big Bang, permitiendo entender el origen del universo. 

Aquí entran en juego los detectores del LHC: enormes dispositivos que capturan y miden los productos de estas colisiones. Así, de esta manera, los científicos pueden estudiar estos resultados. El LHC cuenta con cuatro detectores y uno de ellos es ATLAS, en el cual colabora la doctora Garay.

Y como solo la construcción e instalación del LHC tomó unos 10 años, CERN ya debe pensar en su sucesor. Uno de ellos podría ser un colisionador lineal, el cual permitiría acelerar partículas aún más pequeñas que los protones, como los electrones. Se trata del Colisionador Lineal Compacto (CLIC), fruto de la colaboración de unas 70 instituciones de más de 30 países, incluyendo la UC.

“Nuestra participación en CERN podría impactar otras áreas, facilitando la transferencia de conocimiento y tecnología hacia otros campos, como podría ser medicina e informática”, comenta Garay, también subdirectora alterna del Instituto Milenio de Física Subatómica en la Frontera de Altas Energías (Saphir).

Otra de las opciones para suceder al LHC es el Futuro Colisionador Circular (FCC), un túnel circular que triplicaría al actual, midiendo entre 80 a 100 kilómetros de largo. Dado el trabajo de Garay con CERN, la investigadora impulsó un nuevo acuerdo entre la UC y esta organización -firmado a fines del año pasado-, que explora la viabilidad técnica y financiera de construir este nuevo colisionador de partículas de última generación. De concretarse, se prevé que FCC opere a energías significativamente superiores a las del LHC, lo que permitiría afinar nuestro conocimiento sobre cómo se formó y de qué está hecho el universo, por qué existe la masa y si existen nuevas partículas o fuerzas que no conocemos.

“Este acuerdo es importante porque formaliza todos los esfuerzos y trabajos que estamos haciendo para este futuro proyecto. No solamente nos abocamos en los experimentos que suceden ahora, sino que tenemos una visión a futuro, y es una muy buena oportunidad para participar y aportar en estos colisionadores en su etapa más temprana”, añade Garay.

Mientras que el vicerrector de Investigación de la UC, Pedro Bouchon, añade: “La universidad continúa demostrando su liderazgo en la ciencia global, y en la investigación que se hace desde Chile y en otras latitudes, a través de la destacada participación de sus docentes en proyectos internacionales y acuerdos de cooperación que fomentan la investigación y formación”. Junto con Garay han tenido un rol clave en la relación con CERN, los investigadores UC Giovanna Cottin y Marco Aurelio Díaz y sus equipos.