Fabiola Gianotti: «Por primera vez en décadas, nos enfrentamos a lo desconocido»

En 2012, cuando la Ciencia tocó uno de sus momentos estelares con el descubrimiento del bosón de Higgs, Gianotti era la directora del experimento ATLAS (uno de los cuatro de que consta el gran colisionador de partículas, LHC ). A partir de enero, se convertirá en la nueva directora general del CERN , un cargo en el que permanecerá cinco años. La investigadora ha viajado a Madrid para intervenir en un ciclo de conferencias sobre Física de partículas que organiza la Fundación BBVA y ha concedido una extensa entrevista a ABC .

–Sería exagerado decir que tras el hallazgo del bosón de Higgs se ha cerrado una etapa de la Física y empieza otra completamente nueva?

–Diría que el hallazgo del Higgs representa el final de un capítulo y la apertura de la puerta hacia otro nuevo. El bosón de Higgs nos permite responder a una pregunta que llevábamos décadas intentando resolver, sobre el origen de la masa de las partículas elementales. Pero el LHC ha sido construido para enfrentarse a muchas otras preguntas que permanecen aún sin respuesta. Una la hemos resuelto, pero las otras siguen estando ahí, como la materia oscura, que representa casi el 25% de la masa del Universo y no sabemos aún lo que es… o el exceso de materia sobre antimateria.

–¿Cree que la materia oscura podrá integrarse de algún modo en el Modelo Estándar de la Física o habrá que pensar en otra cosa?

–No, sabemos que la materia oscura no podrá integrarse en el Modelo Estándar. Con el descubrimiento del bosón de Higgs hemos cerrado el Modelo Estándar, que describe todas las partículas que componen la materia ordinaria. Pero también sabemos que ese Modelo no es la teoría final sobre los componentes del Universo, ya que la materia ordinaria, de la que están hechas todas las estrellas y galaxias que podemos ver, incluso nosotros mismos, solo representa cerca del 5% de la masa total del Universo. Ahora debemos ir en busca de una Física más allá del Modelo Estándar que nos permita responder a las demás preguntas pendientes, entre ellas la materia oscura, que es cinco veces más abundante que la ordinaria.

–¿Se podría decir entonces que estamos abriendo una puerta hacia lo desconocido, sin tener idea de lo que podría haber al otro lado?

–Es cierto, no sabemos lo que encontraremos al otro lado… Conocemos las preguntas, y probablemente ni siquiera las conocemos todas. Las respuestas, por ahora, solo las conoce la Naturaleza.

–Es la primera vez en los últimos cincuenta años que sucede algo así. Hasta ahora, tanto con el LHC como con el anterior LEP, se buscaba confirmar las predicciones teóricas, algunas de ellas formuladas hace décadas… Es decir, había un camino marcado y una Teoría, el Modelo Estándar, que se ha ido confirmando poco a poco, hasta completarse con el hallazgo del Higgs. Ahora nos enfrentamos a lo desconocido…

–Es cierto, aunque a veces ha sucedido que es la física experimental la que indica a los teóricos el camino a seguir. Y aunque llevábamos décadas buscando al Higgs, en realidad no sabíamos si existiría realmente o no. Pero ahí estaba, y eso confirmaba la teoría, el Modelo Estándar, y lo completaba. Por lo tanto lo que usted dice es cierto… Sabemos que más allá debe de haber una Física totalmente nueva, y estamos abriendo una puerta para encontrar las respuestas que nos faltan.

–¿Y qué esperamos encontrar al otro lado de esa puerta?

–Los físicos experimentales no razonamos en términos de teorías. Es decir, no intentamos verificar que las teorías sean o no correctas. Más bien razonamos en términos de preguntas. Y hay muchas preguntas abiertas y que no tienen aún respuesta. Por ejemplo, ¿De qué está hecha la materia oscura ? Podría estar hecha de partículas supersimétricas, que es una de las teorías que se manejan, pero también podría consistir en otra cosa de la que no tenemos ni idea. Tampoco sabemos por qué hay tanta materia y tan poca antimateria en el Universo. Ni cómo unificar la gravedad con el resto de las fuerzas fundamentales. ¿Dónde están las respuestas? Lo ignoramos. Por eso, lo que hacemos es intentar responder a esas preguntas. Y ahora que el LHC ha dado un salto importante en su nivel de energía, creo que tenemos más oportunidades de descubrir una Física totalmente nueva.

–¿Se han marcado objetivos concretos para esta nueva etapa de funcionamiento del LHC? ¿Hay otras preguntas además de las que ha citado?

–Sí, tenemos preguntas también sobre las familias de partículas dentro del Modelo Estándar. Por ejemplo, no sabemos por qué la Naturaleza ha elegido solo tres familias de partículas de materia. ¿Por qué tres y no cinco, o cualquier otro número? ¿Por qué tres si solo la primera familia ya contiene todos los componentes fundamentales del átomo? No lo sabemos…

–¿Sería un salto comparable al que se dio desde la Física de Newton a la de Einstein o a la Mecánica cuántica?

–Sí, tenemos que dar un gran salto hacia delante, pero los pasos grandes no suelen llegar de repente y de la nada, sino que dependen de un gran número de pasos más pequeños, de muchos experimentos previos, de discusiones teóricas… Al final, solo puedo decir que ya veremos lo que aparecerá… Trataremos de encontrar esta nueva Física. Hemos hecho todo lo que podíamos para conseguirlo. Hemos desarrollado los instrumentos tecnológicos necesarios para dar un gran paso adelante en la energía de las colisiones, y estamos abiertos a esa nueva Física que nos espera, sea cual sea. Ahora bien, si en las energías en que nos movemos ahora hay una nueva Física o no, es algo que depende solo de la Naturaleza. Hemos terminado una etapa y nos adentramos ahora en otra de la que apenas sabemos nada. Eso es lo bonito de la investigación. Estamos en un momento mágico para la Física.

–¿Qué hay sobre la energía oscura, esa fuerza misteriosa que hace que el Universo se expanda cada vez más deprisa y que supone el 70% restante del Universo, es decir, todo menos la suma de materia ordinaria (5%) y materia oscura (25%)?

–Creo que en el CERN no tenemos mucho que decir sobre eso… A la energía oscura hay que acercarse más bien desde la Cosmología, el estudio de galaxias lejanas, es decir, desde otras disciplinas científicas.

–¿Qué ocurriría si la Naturaleza hubiera decidido que en los niveles de energía en los que trabaja ahora el LHC no hay nada? ¿O que para encontrar un nuevo terreno fértil fuera necesario trabajar en niveles aún mucho mayores de energía de los que es capaz el acelerador? ¿Qué supondría eso para el CERN?

–De momento, el LHC ya ha tenido un gran éxito al hacer posible el hallazgo del Higgs. Y luego, una respuesta negativa, como sería no encontrar nada, también sería importante, porque nos permitiría dirigir nuestras investigaciones de forma más acertada, y entender que algunas de nuestras teorías no eran correctas.

–Pero esas teorías podrían ser correctas y no manifestarse en los rengos de energía actuales del colisionador…

–Cierto, pero también hay teorías que permiten la existencia de partículas de materia oscura en el rango actual del LHC, y si no encontramos esas partículas, significaría que esas teorías no eran correctas. En todo caso, encontremos lo que encontremos, nos permitirá avanzar. El CERN tiene un programa de investigación que no se centra solo en el LHC, sino que es mucho más amplio y variado. La idea, el objetivo, es buscar esa nueva Física en una serie de investigaciones que abarquen 360 grados.

–¿Cree que si se produjera este vacío en cuanto a nuevos descubrimientos, los países que financian el CERN lo seguirían haciendo a pesar de, por ejemplo, toda una década de esterilidad?

–El programa del LHC garantiza su continuidad por lo menos 15 ó 20 años más. Y hasta que no usemos el acelerador a su máxima potencia no podremos saber si hay o no nuevos hallazgos en su rango de energía actual, que es el doble que el de la etapa anterior. Para saberlo habrá que esperar por lo menos un par de años. Si esa nueva Física está a la vuelta de la esquina, la descubriremos pronto, pero si se manifiesta a energías aún más altas de las que es capaz el LHC, entonces necesitaremos más tiempo. En todo caso, sobre la base de lo que vaya encontrando el LHC iremos desarrollando nuevos proyectos que nos permitan explorar caminos complementarios al colisionador en la búsqueda de esta nueva Física.

–Por ejemplo, el nuevo acelerador, de 100 km de circunferencia (el LHC tiene 27 km.) ya está en fase de proyecto…

–Si, se está diseñando ya el que será el sustituto, dentro de unas décadas, del actual LHC. El proyecto forma parte de la Estrategia Europea de Física de Partículas, que la Comunidad Europea se sienta a discutir cada cinco o seis años (la próxima reunión será en 2018 ó 2019) para decidir el futuro de la disciplina, y detrerminar en qué dirección queremos avanzar en función de lo aprendido en los años anteriores. Uno de los «inputs» será, como usted dice, un colisionador de partículas aún más grande que el actual, pero no es lo único. Las reflexiones que llevamos a cabo en el CERN son mucho más amplias, porque como no sabemos dónde está y cómo es esta nueva Física que andamos buscando, resulta fundamental tener una actitud muy abierta.

–Dijo usted antes que el Modelo Estándar, la teoría que incluye a todas las partículas de que está hecha la materia ordinaria, está cerrado. ¿No queda nada nuevo por descubrir dentro de ese modelo?

–Hemos descubierto ya todas y cada una de las partículas previstas por el Modelo Estándar. Desde ese punto de vista, está completo. Lo que seguimos haciendo son medidas de precisión, para tratar de comprender cómo esa Física nueva que buscamos, y que está en una escala mucho más alta, puede tener un impacto sobre los procesos que suceden a escalas menores, los de la materia que conocemos. Por eso, hacer mediciones cada vez más precisas nos permitirá saber si la nueva Física está influyendo de alguna forma en esos procesos conocidos desde una escala más alta.

–¿Sabemos ya algo sobre esa nueva Física a la que se refiere?

–Podría ser que, incluso, ya estuviera escrita. Podría ser la Supersimetría, una teoría que ya está desarrollada. Pero también podría ser algo completamente diferente, algo sobre lo que la Naturaleza ha pensado y nosotros todavía no…

–Es decir, volvemos al concepto del salto al vacío…

–Sí, pero como ya he dicho, eso es lo bonito de la Ciencia. Es como Cristóbal Colón, que buscaba la India y terminó en América… No encontró lo que esperaba, sino algo aún mejor. Si conociéramos de antemano los resultados, no tendría sentido investigar…

–Usted dirigía el experimento ATLAS (uno de los cuatro del LHC) cuando se descubrió el bosón de Higgs en 2012. ¿Qué fue lo primero que se le pasó por la mente tras el hallazgo?

–El descubrimiento de una partícula nueva no es algo que suceda en un segundo. Se van acumulando evidencias de su existencia durante varias semanas, sobre la base de un gran número de datos recogidos a lo largo de muchos años… Digamos que mi primera reacción fue la de una enorme emoción, porque para un físico experimental no hay nada más bello que descubrir una partícula nueva. Y si además es una tan especial, tan diferente de todas las demás como lo es el Higgs, eso supone una enorme alegría y también, de alguna forma, la satisfacción de comprobar cómo los esfuerzos de la comunidad científica internacional, miles de científicos que han trabajado sobre ello durante décadas, juntos, estaban encaminados en la dirección correcta. Ese descubrimiento fue un premio para todos nosotros. Y eso es algo que me ha llenado de orgullo.

–En enero se convertirá usted en la nueva directora del CERN durante los próximos cinco años. ¿Qué hallazgo científico le gustaría que se produjera durante su mandato?

–No se lo que podría pasar. Ni siquiera sé qué podría ser lo más probable… Pero si me pregunta qué es lo que me gustaría descubrir, le diría sin duda que la partícula de la que está hecha la materia oscura. Porque eso nos permitiría aumentar nuestro conocimiento del Universo del 5% actual (la materia ordinaria) a casi el 30%. Y eso sería un salto espectacular y un triunfo para la Física fundamental, que habría sido capaz de producir en un laboratorio la partícula que explica el 25% del Universo.

–¿Cree que tenemos ya alguna pista fiable sobre esa partícula?

–Me gusta mucho la Supersimetría, que predice la existencia de una partícula muy masiva y capaz de manifestarse en el rango actual de energía del LHC. Si esa teoría es correcta, podremos encontrarla en un futuro próximo y saber por fin de qué está hecha la materia oscura. Si no… pues habrá que esperar.

–¿Cree que la Ciencia europea pasa por un buen momento?

–En nuestro campo, que es el de la Física de partículas, Europa es líder en estos momentos, y los proyectos europeos son los más avanzados del mundo. Europa ha demostrado ser capaz de construir instrumentos de altísima tecnología y de dominar en este campo. De todas formas, igual que sucede en otros terrenos, la Física fundamental se está globalizando. Y nos estamos uniendo a otras regiones, como Asia o Estados Unidos, para trabajar juntos en muchos proyectos. Eso resulta necesario porque las preguntas a las que debemos enfrentarnos son muchas, y todas interesantes. Y solo trabajando unidos podremos optimizar los recursos técnicos y financieros para responder a todas las cuestiones.

–¿Se haría público cualquier resultado nuevo que pudiera conseguir el CERN, sin importar de lo que se trate? ¿No habrá secretos escondidos?

–Por supuesto. El CERN es un organismo internacional cuyos resultados científicos, sean cuales sean, así como los avances tecnológicos que consigamos en el camino, se ponen a disposición de la sociedad. Esa es la razón, por ejemplo, por la que la World Wide Web (WWW), que se inventó y desarrolló en el CERN, está disponible y asequible para todos de forma gratuita. Si la WWW hubiera sido inventada por una industria privada, tendríamos que pagar cada vez que hacemos un «clic». El CERN es un organismo público, que se financia con dinero público y cuyos resultados pertenecen a la sociedad.