{"id":208854,"date":"2016-01-12T14:03:50","date_gmt":"2016-01-12T16:03:50","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=208854"},"modified":"2016-01-12T14:03:50","modified_gmt":"2016-01-12T16:03:50","slug":"la-fisica-de-las-alianzas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-fisica-de-las-alianzas\/","title":{"rendered":"La f\u00edsica de las alianzas"},"content":{"rendered":"

\"NigelL\u00c9O RAMOS<\/span>A partir del mes de septiembre de 2013, cuando asumi\u00f3 el cargo de director del Fermilab, el principal laboratorio de f\u00edsica de part\u00edculas de Estados Unidos, Nigel Lockyer, un f\u00edsico escoc\u00e9s criado en Canad\u00e1 con ciudadan\u00eda estadounidense, ha dedicado buena parte de su tiempo a convocar a nuevos colaboradores internacionales al Deep Underground Neutrino Experiment (Dune), un megaproyecto multimillonario en cuyo marco se intentar\u00e1 hallar nuevas propiedades de los neutrinos, una huidiza part\u00edcula elemental, casi desprovista de masa, que viaja a una velocidad muy\u00a0 cercana a la de la luz. Si bien se la considera la segunda part\u00edcula en abundancia en el Universo, tan s\u00f3lo detr\u00e1s de los fotones, los neutrinos resultan extremadamente dif\u00edciles de detectar porque presentan una tenue interacci\u00f3n con otras part\u00edculas.<\/p>\n

El proyecto Dune contempla la construcci\u00f3n de una fuente subterr\u00e1nea emisora de un haz de neutrinos en el Fermilab, en los alrededores de Chicago. Este haz de part\u00edculas viajar\u00e1 por debajo de la tierra y ser\u00e1 registrado por dos detectores: uno ubicado en el Fermilab, a 600 metros de profundidad, y un segundo, mayor, situado en el Sanford Lab, en Lead, un municipio del estado de Dakota del Sur a 1.300 kil\u00f3metros de Chicago, emplazado a 1,47 kil\u00f3metros de profundidad. Durante ese largo recorrido lejos de la atm\u00f3sfera, los f\u00edsicos implicados en el proyecto esperan que los neutrinos suministren pistas sobre sus caracter\u00edsticas m\u00e1s elementales y, tal vez, ayuden a entender por qu\u00e9 el Universo posee m\u00e1s materia que antimateria. \u201cEl Fermilab es un gran laboratorio que necesita de un gran proyecto, que involucre a los mejores cient\u00edficos y realmente ampl\u00ede nuestro conocimiento\u201d, dice Lockyer, exdirector del Triumf, un laboratorio de f\u00edsica de part\u00edculas de Canad\u00e1. El f\u00edsico reconoce que Estados Unidos qued\u00f3 en segundo plano en el \u00e1rea de la f\u00edsica de part\u00edculas luego de que la Organizaci\u00f3n Europea para la Investigaci\u00f3n Nuclear (Cern) inaugurara en 2008 el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor acelerador de part\u00edculas del mundo, en los alrededores de Ginebra.<\/p>\n

Durante el a\u00f1o pasado, el denominado informe P5, elaborado por un grupo de expertos en f\u00edsica de part\u00edculas, recomend\u00f3 a Estados Unidos concentrar sus esfuerzos en el \u00e1rea y cobijar en suelo estadounidense un gran experimento sobre neutrinos, adem\u00e1s de continuar colaborando estrechamente con el LHC y promover la construcci\u00f3n de un colisionador lineal de part\u00edculas en Jap\u00f3n. El Dune constituye ese gran proyecto con neutrinos. Es la primera vez que Estados Unidos se propone albergar un proyecto internacional de megaciencia f\u00edsica en suelo propio. En esta entrevista, concedida durante su visita a la FAPESP, el mes pasado, Lockyer habla de los planes para el montaje del experimento y de la posible participaci\u00f3n brasile\u00f1a en el proyecto.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1l es el prop\u00f3sito de su visita a Brasil?<\/strong>
\nPrincipalmente, debatir sobre la f\u00edsica de neutrinos que se realizar\u00e1 en el Dune, a la cual vemos como el futuro del programa de investigaci\u00f3n en f\u00edsica de part\u00edculas en Estados Unidos. El Dune reci\u00e9n est\u00e1 arrancando. He conversado con [Carlos Henrique de] Brito Cruz [director cient\u00edfico de la FAPESP] sobre la posibilidad de que Brasil participe en ese proyecto desde el comienzo, opinando sobre la selecci\u00f3n de las tecnolog\u00edas que se utilizar\u00e1n en el mismo. Deseaba encontrarme con \u00e9l personalmente. Hasta ahora, solamente hab\u00edamos hablado por tel\u00e9fono, la \u00faltima vez durante la Copa Mundial de F\u00fatbol del a\u00f1o pasado.<\/p>\n

\u00bfEn qu\u00e9 estado se encuentra la cooperaci\u00f3n internacional para la implementaci\u00f3n del Dune?<\/strong>
\nYa contamos con 26 pa\u00edses involucrados, en su mayor\u00eda de Europa. En Am\u00e9rica, Brasil es el pa\u00eds que ha demostrado mayor inter\u00e9s. Algunos investigadores del estado de S\u00e3o Paulo ya est\u00e1n trabajando en el Fermilab en experimentos, tanto con haces de neutrinos como con haces de part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente, que constituyen una plataforma de desarrollo y an\u00e1lisis de ideas para el Dune. La idea b\u00e1sica consiste en la creaci\u00f3n de un haz de neutrinos en el Fermilab y, como la Tierra es curva, apuntarlo hacia abajo y hacerlo emerger en un lugar determinado. Estamos desarrollando un experimento en una mina de oro antigua cuyo nombre es Homestake, en Dakota del Sur, a alrededor de una milla de profundidad. Como ese sitio se encuentra a 4.850 pies de profundidad [1,47 kil\u00f3metros], lo denominamos nivel 4850. All\u00ed construiremos un detector criog\u00e9nico, con arg\u00f3n l\u00edquido, cuya masa total ser\u00e1 de 70 mil toneladas. Ser\u00e1 incre\u00edblemente grande.<\/p>\n

\"El

Reidar Hahn\/ Fermilab<\/span>El generador Cockcroft-Walton, una de las etapas del acelerador de part\u00edculas del FermilabReidar Hahn\/ Fermilab<\/span><\/p><\/div>\n

\u00bfEl presupuesto total del proyecto es de 1.500 millones de d\u00f3lares?<\/strong>
\n\u00c9sa es tan s\u00f3lo la cuota de Estados Unidos. Nosotros lo mencionamos como un total para no asustar a nadie. No hay una proyecci\u00f3n concreta. Estamos invitando a todo el mundo a participar en el proyecto desde el comienzo y le preguntamos a cada uno qu\u00e9 le gustar\u00eda hacer. Est\u00e1n todas las posibilidades sobre la mesa. Hemos estudiado de cerca la estructura de mando del LHC, porque notamos que es un modelo exitoso. Es importante contar con las agencias de fomento a la investigaci\u00f3n en cada decisi\u00f3n. Pero se necesita tener un consejo superior, como el que tiene el Cern, para que act\u00fae como \u00e1rbitro cuando sea necesario. En tanto, el gobierno de Estados Unidos quiere una sola persona en el mando, a la que se pueda consultar cuando surja alg\u00fan problema.<\/p>\n

\u00bfEse enfoque internacionalizado es diferente del que habitualmente adopta Estados Unidos, que acostumbra darle un trato m\u00e1s independiente a sus proyectos?<\/strong>
\nEn efecto, es muy diferente. Es la primera vez que Estados Unidos proyecta cobijar un proyecto internacional de megaciencia en f\u00edsica en su propio suelo. Tambi\u00e9n es la primera vez que el Cern invertir\u00e1 en un proyecto de otro pa\u00eds. Nosotros prometemos ayudarlos en el LHC y ellos prometieron ayudarnos con los neutrinos.<\/p>\n

\u00bfEse nuevo escenario surge como consecuencia de un trabajo exitoso en el LHC y tambi\u00e9n por la falta de financiaci\u00f3n a la investigaci\u00f3n, que no s\u00f3lo afecta a Estados Unidos?<\/strong>
\nYo creo fervientemente en una planificaci\u00f3n global para la f\u00edsica de part\u00edculas. Los proyectos son muy grandes. Tenemos el plan europeo, el de Estados Unidos, el de Asia. Poco a poco, deber\u00edamos lograr una confluencia de planes, porque necesitaremos una estructura a\u00fan mayor en el futuro. Tenemos que aprender a trabajar en forma conjunta desde el principio. El director de la Oficina de Pol\u00edtica Cient\u00edfica y Tecnol\u00f3gica, John Holdren, ha revelado un gran inter\u00e9s en el Dune. Dijo que \u00e9sa es la manera en que deber\u00edamos realizar las cosas en el futuro. El secretario de Energ\u00eda, Ernest Moniz, posee formaci\u00f3n en el \u00e1rea de la f\u00edsica de neutrinos y comprende muy bien lo que estamos tratando de hacer.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les son las dificultades para llevar adelante este nuevo experimento con neutrinos?<\/strong>
\nLa parte dif\u00edcil reside en convencer al gobierno de Estados Unidos a iniciar el proyecto antes de contar con la certeza de que otros pa\u00edses participar\u00e1n en el Dune. Pero suelo decir que, si arrancamos, otros vendr\u00e1n detr\u00e1s. Todos est\u00e1n involucrados, pero los acuerdos de inversi\u00f3n demandan a\u00f1os. Apostamos por un acuerdo con el Cern, que le brindar\u00e1 al gobierno la confianza en la participaci\u00f3n de otros pa\u00edses. El Cern representa a las agencias de financiaci\u00f3n de 21 pa\u00edses. En el mes de septiembre, el organismo europeo someter\u00e1 el presupuesto a votaci\u00f3n. Hace un a\u00f1o, el Cern aprob\u00f3 un monto para la construcci\u00f3n de una plataforma de desarrollo que permitir\u00e1 la uni\u00f3n con alg\u00fan programa de investigaci\u00f3n en neutrinos de alg\u00fan pa\u00eds. Se dej\u00f3 en suspenso si ese pa\u00eds ser\u00eda Estados Unidos o Jap\u00f3n. Eso, sin embargo, les permiti\u00f3 a los f\u00edsicos de Europa trabajar en el Cern para el desarrollo de prototipos de componentes de detectores de neutrinos.<\/p>\n

\u00bfEn Jap\u00f3n tambi\u00e9n contemplan la posibilidad de invertir en un gran experimento con neutrinos que ser\u00eda un competidor del Dune?<\/strong>
\nAs\u00ed es, desde luego. Pueden optar por construir una extensi\u00f3n de su detector actual de neutrinos, el Super-K, que hoy cuenta con un tanque de 50 mil toneladas de agua. Ellos se proponen llegar hasta un mill\u00f3n de toneladas de agua, algo incre\u00edble. Pero esta ampliaci\u00f3n depender\u00e1 de la decisi\u00f3n que tomen al respecto de la construcci\u00f3n o no del Colisionador Lineal Internacional. Por supuesto, nos agradar\u00eda que Jap\u00f3n se una a nosotros. Deberemos aguardar para ver cu\u00e1l es su postura. No creo que ellos puedan embarcarse en ambos proyectos, el del colisionador y el de los neutrinos.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 tipo de cooperaci\u00f3n le propone usted a Brasil, en el marco del proyecto Dune?<\/strong>
\nEstamos intentando motivar a los f\u00edsicos brasile\u00f1os interesados en nuestro programa, en primer lugar, por medio de un convenio, para que se establezcan en el Fermilab. Ellos deben decirnos lo que desean hacer, indicar de qu\u00e9 sector del detector les gustar\u00eda ocuparse. Todos los grupos est\u00e1n trabajando de ese modo. A continuaci\u00f3n, vendr\u00eda la parte de la financiaci\u00f3n de la investigaci\u00f3n. A\u00fan no he visitado ning\u00fan otro pa\u00eds de Sudam\u00e9rica, pero hay se\u00f1ales de inter\u00e9s en otros. Aqu\u00ed hay f\u00edsicos que ya se sumaron a experimentos en el Fermilab para desarrollar sus investigaciones. Nos gustar\u00eda que Brasil contemplara la posibilidad de formar un grupo de 10 investigadores principales, en su mayor\u00eda enfocados en una misma \u00e1rea. Eso es lo que hacemos en Canad\u00e1: nos enfocamos en \u00e1reas espec\u00edficas para lograr impacto cient\u00edfico. Los f\u00edsicos brasile\u00f1os est\u00e1n interesados en el \u00e1rea de la detecci\u00f3n de luz. Cuando una part\u00edcula cargada el\u00e9ctricamente atraviesa el arg\u00f3n l\u00edquido, emite una luz en frecuencias diferentes. En ese caso, lo m\u00e1s obvio ser\u00eda la construcci\u00f3n de detectores en la banda del ultravioleta lejano para el registro r\u00e1pido de informaciones, porque se trata de luz. En el Dune, estamos enfocados en las propiedades de los neutrinos que saldr\u00e1n de un haz de part\u00edculas creado en el Fermilab, de los neutrinos originados por la colisi\u00f3n de los rayos c\u00f3smicos en la alta atm\u00f3sfera, que genera una lluvia de part\u00edculas, y tambi\u00e9n de los neutrinos provenientes de la explosi\u00f3n de estrellas, como en el caso de las supernovas. El detector con arg\u00f3n l\u00edquido permite la detecci\u00f3n y separaci\u00f3n de los diferentes tipos de neutrinos. As\u00ed, podremos estudiar los pormenores de la formaci\u00f3n de una estrella de neutrones. Si tuvi\u00e9ramos suerte, esa estrella de neutrones originar\u00e1 un agujero negro, cuya se\u00f1al podremos detectar.<\/p>\n

\u00bfEs correcto decir que los f\u00edsicos de part\u00edculas de Estados Unidos, Europa y Jap\u00f3n se repartieron entre s\u00ed las diferentes l\u00edneas de investigaci\u00f3n en ese campo del conocimiento, puesto que no hay dinero para que todos se dediquen a todo?<\/strong>
\nLas agencias de financiaci\u00f3n son las que dicen que no se puede hacer todo en un cada sitio. Los f\u00edsicos jam\u00e1s dir\u00edan eso, porque \u00a1les gustar\u00eda hacer todo en todas partes! Con todo, no es efectivamente posible trabajar as\u00ed, se necesitar\u00eda demasiado dinero. El Dune es un proyecto enorme. Nadie construir\u00e1 un proyecto similar en otro lugar. No tendr\u00eda sentido. Se necesita reunir a todos los expertos del mundo para construir los dispositivos del Dune. Y debemos lograr que funcionen. Durante m\u00e1s de 20 a\u00f1os, el Fermilab trabaj\u00f3 con colisionadores de part\u00edculas en altas energ\u00edas [antes del LHC, el mayor acelerador de part\u00edculas fue el Tevatron, del Fermilab, que funcion\u00f3 entre 1987 y 2011]. En Estados Unidos se lleg\u00f3 a iniciar la construcci\u00f3n de un supercolisionador en Texas, que hubiera sido mayor y m\u00e1s potente que el LHC, pero el proyecto se cancel\u00f3 al comienzo de los a\u00f1os 1990 por razones financieras. El LHC sigui\u00f3 adelante. Entonces surgi\u00f3 esta propuesta: \u00bfqui\u00e9n quiere hacer un colisionador lineal, que es una m\u00e1quina destinada a estudiar con mayor precisi\u00f3n a las part\u00edculas? En Europa ya disponen del LHC. Estados Unidos podr\u00eda construirlo. Pero es demasiado caro. Cuando llegu\u00e9 al Fermilab, les dije que deber\u00edan invertir en un haz de neutrinos en forma conjunta con otros pa\u00edses. No hay raz\u00f3n para hacerlo solos. Las cosas hoy no funcionan as\u00ed. El Cern no tendr\u00e1 un haz de neutrinos. La prioridad de ellos es trabajar con el LHC y realizar la investigaci\u00f3n con neutrinos en otro lugar. Por eso, lo que estamos haciendo es pedir ayuda. Podemos hacer m\u00e1s, en tanto y en cuanto haya m\u00e1s colaboradores que quieran contribuir con el proyecto. En la f\u00edsica de neutrinos, lo que importa es la masa total. Escasos neutrinos son los que van a interactuar con el detector diariamente, acaso sea tan s\u00f3lo uno. Por lo tanto, si pudi\u00e9ramos duplicar el tama\u00f1o del detector, habr\u00eda dos neutrinos interactuando.<\/p>\n

Despu\u00e9s del LHC, \u00bfno resultar\u00eda mejor construir m\u00e1quinas peque\u00f1as para realizar descubrimientos en el \u00e1rea de la f\u00edsica de part\u00edculas?<\/strong>
\nAlgunas cosas ser\u00e1n peque\u00f1as, pero habr\u00e1 proyectos de megaciencia, y esos ser\u00e1n cada vez mayores. El acelerador que ser\u00e1 el sucesor del LHC ha sido denominado Future Circular Collider, FCC. Nosotros hemos dicho, en tono de broma, que FCC podr\u00eda significar Future Cern Collider, Future Chicago Collider o Future China Collider. El significado de la sigla depender\u00e1 de d\u00f3nde se construya el acelerador, que podr\u00eda tener 100 kil\u00f3metros de circunferencia. El mundo anhela la construcci\u00f3n de esa m\u00e1quina, pero, ir\u00f3nicamente, ning\u00fan pa\u00eds cuenta con los recursos suficientes para ello. Por lo tanto, el FCC ser\u00e1 un emprendimiento mundial. No caben dudas al respecto. Nadie sabe tampoco hacia d\u00f3nde se orientar\u00e1 la f\u00edsica de neutrinos. Se trata, en cierto sentido, de un nuevo espacio en estudio.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1ndo iniciar\u00e1 sus operaciones el detector de neutrinos Dune?<\/strong>
\nPara 2021 \u00f3 2022 pretendemos iniciar la puesta en marcha de su primer m\u00f3dulo. Hablamos de dos cifras, masa total y masa fiduciaria [de referencia]. La masa total es de 17 mil toneladas y la masa fiduciaria es de 10 mil toneladas. Una parte de la masa se utiliza como blindaje, protegiendo al detector de rocas y rayos c\u00f3smicos. La masa que realmente interesa es la de 10 mil toneladas. Esta tecnolog\u00eda es la que ya se eligi\u00f3 a trav\u00e9s de la colaboraci\u00f3n [con investigadores de otros pa\u00edses], pero hay otras cosas que a\u00fan no se han decidido y podemos optar por hacer algo en forma un poco diferente.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1ntos f\u00edsicos e investigadores intervendr\u00e1n en el Dune?<\/strong>
\nPor ahora, hay 775 investigadores principales, que firmaron la propuesta de adhesi\u00f3n. Pero esa cifra se duplicar\u00eda. Es un grupo grande. Tambi\u00e9n est\u00e1n los posdoctores, los estudiantes y otros.<\/p>\n

\u00bfEs correcto afirmar que, con el LHC, el liderazgo en f\u00edsica de part\u00edculas lo perdieron frente a Europa?<\/strong>
\nEfectivamente, es justo decirlo. \u00c9se es mi trabajo, solucionar ese problema. Lo primero que tenemos que hacer es empezar a cavar un pozo en Dakota del Sur. \u00c9se es el plan, y ser\u00e1 la se\u00f1al m\u00e1s potente que puede brindar Estados Unidos de que se est\u00e1 avanzando con el proyecto. Esperamos que eso comience en el ejercicio fiscal de 2017, tal como figura en el presupuesto que estamos discutiendo ahora. De tal modo que la financiaci\u00f3n comenzar\u00eda en octubre de 2016, dentro de un a\u00f1o. En el experimento en s\u00ed, se dispone hasta 2019 para decidirse aquello que realmente va a construirse. La definici\u00f3n al respecto de la mejor forma de construir el primero de los cuatro m\u00f3dulos del detector de neutrinos, por medio de los prototipos del Cern y del Fermilab, insumir\u00e1 dos o tres a\u00f1os de trabajo arduo. Tenemos que trabajar con rapidez.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El director del Fermilab habla del megaexperimento sobre neutrinos","protected":false},"author":17,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304],"coauthors":[5968,101],"class_list":["post-208854","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/208854","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/17"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=208854"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/208854\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=208854"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=208854"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=208854"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=208854"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}