“No hay ni un físico que entienda qué es la energía oscura”
Este físico experimental español lleva más de una década trabajando en la catedral de la física de partículas. Tras el descubrimiento del bosón de Higgs, explica cuáles serán los retos del LHC cuando empiece a funcionar de nuevo en 2015
“Cuando era más joven me fascinaba la filosofía, pero luego me di cuenta de que era un poco hablar por hablar. Después entendí que la física se dedicaba a responder el tipo de preguntas que yo me hacía filosóficamente: ¿Cómo de grande es el universo? ¿Qué edad tiene? ¿De qué está hecho?”. Así resumeFrederic Teubert cómo decidió dedicarse a la física de partículas. En 2002, Teubert se convirtió en el primer físico experimental español que consiguió una plaza en el laboratorio europeo de física de partículas CERN, sede del acelerador de partículas más potente del mundo y catedral por antonomasia de la ciencia de frontera en su campo. Desde el detector LHCb ha visto cómo la trabajosa caza del bosón de Higgs se convertía en un hallazgo histórico, aunque aún duda de que lo que se ha visto sea realmente el tipo de partícula que describen las teorías. Teubert, que ha viajado a España recientemente para participar en una charla organizada por la Fundación BBVA, habla en esta entrevista de las próximas fronteras de la física y de cómo se intentarán responder las mismas preguntas que comenzó a hacerse cuando todavía era un niño.
III FREDERIC TEUBERT
Frederic Teubert, nacido en Barcelona, fue el primer físico experimental español con plaza permanente en el CERN. Es doctor en Filosofía y en Física por la Universidad Autónoma de Barcelona. Actualmente su trabajo se centra en los experimentos ALEPH y LHCb.
¿Cuánto ha cambiado nuestro conocimiento del universo tras el descubrimiento del bosón de Higgs y las ondas gravitacionales primordiales?
Antes del descubrimiento del higgs yo te habría dicho que no existía con un 99% de probabilidades. Perdí la apuesta y, como yo, muchos otros físicos de renombre. El modelo estándar se creó hace 40 años y se incorporó esta solución esotérica que es el bosón de Higgs. Y, si me insistes, creo que aunque hayamos encontrado algo que parece funcionar como el mecanismo del higgs y hemos encontrado algo que se parece mucho a la partícula del modelo estándar, creo que cuando hagamos más medidas nos daremos cuenta de que no es el higgs del modelo estándar. Pero haberlo descubierto es una revolución, un hito histórico.
¿Y las ondas gravitacionales anunciadas hace poco?
Si se confirman, porque las observaciones se deben validar con un experimento independiente, son unos resultados muy sorprendentes. Lo que han visto son ondas gravitacionales de la época de la inflación. Y la inflación es aún una teoría, algo que pudo existir o no. Combina las dos teorías fundamentales de la física que por ahora no sabemos cómo mezclar: la física cuántica y la teoría de Einstein de la gravitación. De hecho el modelo estándar no incorpora la teoría de gravitación de Einstein y es el motivo principal por el que no puede ser la famosa teoría que unifique todas las fuerzas. La teoría de la inflación mezcla las dos cosas. Si realmente son ondas gravitacionales de esa época es un paso muy importante, porque tienes una herramienta experimental que te permite estudiar la teoría gravitacional con la cuántica.
¿Es un descubrimiento de la talla del higgs?
Sí, sin duda.
¿Cuál es ahora el objetivo del LHC?
El objetivo del LHC ahora que ya hemos encontrado algo que se parece mucho al higgses encontrar las partículas que no están en el modelo estándar y que podrían ser materia oscura. Esto se puede hacer de dos maneras. Cuando en 2015 vuelva a funcionar el acelerador, alcanzará el doble de energía que hasta ahora, así que puede ser que se produzcan directamente esas partículas. Si no, hay otra manera. Medir de forma muy precisa procesos que existen en el modelo estándar y que son muy raros. En la física cuántica cuando haces medidas muy, muy precisas te chocas con el principio de incertidumbre de Heisenberg. Este dice que durante un tiempo muy pequeño la energía puede ser cualquier cosa. Si haces medidas muy precisas en un tiempo muy pequeño la energía podría ser suficiente para crear virtualmente estas partículas. Y con medidas de mucha precisión se podría detectar estas partículas y aprender sus propiedades, saber si son materia oscura. Al final se podría hacer por fin un esbozo de la nueva teoría que podría sustituir al modelo estándar e incluir la gravitación.
“Las preguntas que hacemos aquí son las mismas que se hace un niño en España o en Jerusalén, aunque no tenga nada que comer”
Recientemente habéis hecho un descubrimiento importante en el LHCb, ¿en qué consiste?
El LHCb y el resto de detectores del LHC son experimentos de mucha más precisión que cualquier otro. Lo que sucedía era que, dentro del modelo estándar, las partículas fundamentales son los quarks y los gluones. Estos se juntan para formar otras partículas compuestas. Hasta ahora habíamos observado uniones de dos y tres quarks. Lo que no sabemos es si puede haber otras combinaciones con cuatro, cinco o más quarks. Hace unos años, un experimento en California y otro en Japón encontraron evidencias de tetraquarks, partículas formadas por cuatro quarks. Pero parecían tener propiedades muy diferentes según lo que decían uno y otro experimento. Ahora el LHCb nos ha permitido decir con exactitud cómo son realmente estas partículas. No nos lleva más allá del modelo estándar pero sí nos informa de sus limitaciones.
http://esmateria.com/2014/05/02/hay-ni-un-fisico-en-todo-el-mundo-que-entienda-que-es-la-energia-oscura/
¿Por ahora ni rastro de materia oscura?
Un candidato dentro del modelo estándar a ser materia oscura podría ser el neutrino. Pero no lo es porque viaja demasiado rápido. Para que pueda hacer el efecto de la materia oscura que observamos en el universo tiene que ser una partícula como un neutrino pero que no viaje a la velocidad de la luz. La materia oscura no interacciona con la luz, como el neutrino, por eso es oscura, pero además tiene que tener más masa que el neutrino, para que pueda conglomerarse y cree cúmulos. Por eso no hay ningún candidato dentro del modelo estándar.
Siendo realistas, ¿cree que se encontrará materia oscura tras la vuelta al funcionamiento del LHC en 2015?
Personalmente creo que no va a ser suficiente la energía. Pero la otra posibilidad, la relativa a las medidas de precisión, tal vez sí sea sensible a la presencia de estas partículas. Es la magia de la física cuántica. Si consigues medir las cosas de forma suficientemente precisa, verás que te desvías de lo que predice el modelo estándar y esa desviación te dará la idea de qué modelo contiene estas partículas. Si la energía no llega, sí espero que en los próximos 10 o 20 años tengamos suficientes medidas de precisión para demostrar evidencia de materia oscura.
“Planeamos crear un acelerador del tipo del LHC pero con una circunferencia de 100 kilómetros”
¿Y qué hay del otro gran ingrediente del universo, la energía oscura?
No creo que haya ningún físico en el mundo que te pueda explicar qué es porque no hay nadie que lo entienda. Compone el 75% de toda la energía en el universo y tiene unas propiedades rarísimas. En lugar de que dos fuentes de energía se atraigan, como pasa con las teorías de Einstein, con la energía oscura se repelen. Es la razón por la que el universo no solo se está expandiendo sino que esta expansión se está haciendo cada vez más rápida. Soy escéptico de que encontremos una explicación de lo que es en los próximos años. La física en general es como un puzle y la energía oscura es una de esas piezas que no sabes dónde van porque están en una parte que no has hecho. La materia oscura sí lo está. Cuando encajemos la materia oscura tal vez podamos avanzar más.
¿Cómo ha afectado la crisis a la participación española en el CERN?
En España, antes de los 90 no existía la física experimental. Desde esa época las cosas han cambiado mucho y ahora, España, sin ser uno de los países que contribuye más, tiene una presencia de calidad mucho mayor de lo que le corresponde. La financiación últimamente es mucho más baja y lo que veo es que mucha gente que quiere seguir trabajando en este campo no tiene la oportunidad de hacerlo en España. Se hizo un esfuerzo para salir de esa penuria experimental y se está perdiendo esa inversión.
En el CERN trabaja gente de muchos países, incluso naciones enfrentadas como Palestina e Israel o India y Pakistán. ¿Nunca interfiere la política?
En el CERN ciertamente no sabes si uno es de izquierdas o derechas o de dónde vienen, hay un interés colectivo que sobrepasa el resto de preocupaciones que puedas tener y es el interés universal en la ciencia. Las preguntas que hacemos aquí son las mismas que se hace un niño en España o en Jerusalén, aunque no tenga nada que comer.
¿Cuáles son los planes de futuro para el nuevo LHC?
Hace uno o dos años se decidió la estrategia: esperar cinco años. Mientras, se han diseñado varias propuestas. Una de ellas es un acelerador lineal de electrones y positrones. Japón está muy interesado en hacer una versión parecida pero algo menos energética. La otra opción es hacer otro acelerador del tipo del LHC pero con una circunferencia de 100 kilómetros. Con él multiplicaríamos la energía por 10, pero hasta que el LHC no nos diga cuál es esa teoría que tiene que suplantar al modelo estándar y a qué energía está, es un tiro a ciegas.
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