L’instrument científic més gran mai construït: l’accelerador de partícules del CERN
El Gran Col.lisionador d'Hadrons (LHC) permetrà trobar respostes a alguns enigmes de l'univers i això tindrà un dia una traducció pràctica per a la nostra societat, explica Domènec Espriu
Quin és l'origen del món, quin és el destí de l'univers? Aquestes són preguntes que la humanitat s'ha fet al llarg de la història. Sembla fonamental donar resposta a aquest enigma per tancar un cicle de coneixement sobre l'espai on vivim i sobre nosaltres mateixos. La ciència, des del seu origen, ha formulat centenars de teories per desxifrar aquesta qüestió universal, però mai s'ha trobat tan a prop com ara de donar-hi respostes i revolucionar el nostre coneixement sobre el cosmos.
Han hagut de passar milers d'anys d'evolució científica i tecnològica perquè l'home s'hagi pogut dotar d'una màquina capaç de reproduir de forma artificial els instants gairebé inicials de creació de l'univers i això s'ha aconseguit gràcies a la unió de la comunitat científica de tot el món en el CERN, l'Organització Europea per la Investigació Nuclear. Ha estat aquest treball col.lectiu el que ha permès la construcció al CERN de l'LHC (Gran Col.lisionador d'Hadrons), que s'ha convertit en l'instrument científic més gran i ambiciós mai construït, en el catalitzador del progrés contemporani.
Segons explica Domènec Espriu, director de l'Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB), que presideix també el Computing Resources Scrutiny Group del CERN, el projecte de construcció de l'LHC porta més de 20 anys dissenyant-se i la seva posada en marxa permetrà a la comunitat científica comprovar la validesa del model estàndard de la física de partícules vigent, així com estudiar l'origen de la matèria i donar respostes a altres línies d'investigació, com per exemple la del quark B, partícula elemental que pertany a la tercera generació de quarks, en què treballa un grup experimental de l'ICCUB.
L'LHC, la màquina que ens permetrà retrocedir en el temps
L'LHC es va posar en funcionament el passat 10 de setembre i està format per dos tubs de buit de 27 quilòmetres de perímetre situats a una profunditat de 100 metres en les instal.lacions del CERN a Ginebra. Per aquests tubs es fan circular feixos de protons en sentits oposats a velocitats properes a la velocitat de la llum mitjançant un sistema d'imants superconductors que operen a una temperatura de -271ºC. Per poder observar les col.lisions entre les partícules, hi ha quatre detectors -ATLAS, ALICE, LHCb i CMS-, que obtindran les dades que després seran processades per una xarxa de supercomputadors distribuïda arreu del món i coordinades per un programari dissenyat específicament pel CERN.
"Mai s'ha fet una màquina d'aquestes característiques, mai s'han posat tants imants superconductors junts, mai s'ha processat una quantitat tan gran de dades...", destaca el doctor Espriu. L'LHC constitueix un nou exemple de com la ciència porta la tecnologia als seus límits per poder avançar. És precisament aquesta pressió tecnològica el motiu pel qual poden aparèixer problemes tècnics com l'incident que ha dut a l'LHC a trobar-se actualment en una parada no programada a causa d'una fuga d'heli líquid que, degut a una pèrdua de l'estat superconductor dels imants, en passar a l'estat gasós, va provocar un moviment mecànic afectant el sistema d'imants . Domènec Espriu confia que aviat la màquina tornarà a posar-se en funcionament un cop s'hagi millorat el projecte inicial amb més vàlvules de seguretat que evitin aquest tipus d'incidents en el futur.
Els objectius teòrics i pràctics de L'LHC
Un dels objectius de l'LHC és trobar el bosó de Higgs, una partícula elemental que completaria el model estàndard de la física de partícules i que explicaria perquè les partícules elementals tenen massa i, potser, perquè les masses són tan diferents entre elles. Si el bosó de Higgs efectivament existeix, es trobarà a l'LHC, però el més interessant seria que no es trobés perquè això implicaria una revolució en els models físics actuals, afirma Domènec Espriu.
Però l'LHC s'ha dissenyat com una màquina polivalent, construïda per donar resposta al nombre més gran possible de preguntes formulades per la comunitat científica i donar servei a altres investigacions com l’estudi dels quarks , la teoria de la supersimetria, etcètera. Domènec Espriu destaca que L'LHC pot permetre, fins i tot, el descobriment d'un nou estat de la matèria, cosa que comportaria una revolució de la ciència des d'un punt de vista fonamental i segurament també aplicat a llarg termini.
"No conec cap descobriment científic que no hagi tingut una traducció pràctica", afirma el doctor Espriu. L'avenç de la ciència exigeix l'avenç de la tècnica; sovint la tecnologia que permeti aquest progrés no existeix i s'han de crear nous instruments que després s'utilitzaran en altres camps com poden ser la medicina, la informàtica, la indústria de l'energia o la matemàtica financera, entre d'altres. Per exemple, els sistemes de GPS necessiten de les lleis de la relativitat, però han passat 100 anys des del descobriment de la relativitat, el temps que ha de passar perquè la societat percebi el resultat d'un gran descobriment científic pot ser d'anys o de segles.
L'Institut de Ciències del Cosmos
L'Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona és un centre interdisciplinar que es dedica a la recerca en els camps relacionats amb l'astrofísica, la física de partícules, la fisica nuclear i la cosmologia. Un dels objectius principals del centre és fomentar la col.laboració entre les diferents àrees d'investigació i servir com a instrument de la UB per a poder participar en les grans col.laboracions internacionals, com per exemple l’LHC.
"Les universitats no poden resignar-se a ser només una màquina de transmissió del coneixement; hem d'intentar que disposin d'instruments que ajudin els investigadors a treballar col.lectivament per a poder participar en els grans projectes internacionals", explica Domènec Espriu. A parer seu, si bé l'Estat espanyol, a nivell de física, està clarament per sobre de la mitjana mundial i és el cinquè país europeu contribuint al CERN, encara manquen estructures vertebradores que afavoreixin un sistema transversal de relació entre científics d'àmbit nacional per afrontar junts projectes de caire internacional, constituint una xarxa de centres nacionals com les que existeixen a França, Italia o Alemanya.
"L'Estat espanyol necessita fixar unes línies de recerca i una vertebració de les àrees científiques. Encara es mantenen estructures dels anys vuitanta i la ciència ha evolucionat molt. És absolutament necessari iniciar una política consistent per provocar una interrelació real entre les universitats de l'Estat i donar un salt qualitatiu que ens col.loqui definitivament en el grup de països capdavanters en investigació i recerca científica de la Unió Europea", conclou Domènec Espriu.
Domènec Espriu, nascut a Barcelona, va llicenciar-se i doctorar-se en Física a la Universitat de Barcelona (UB) on exerceix com a catedràtic de Física Teòrica des de 1997. Va realitzar estades postdoctorals a les universitats d’Oxford i Harvard i al CERN (Laboratori Europeu de Física de Partícules). Va rebre la Distinció de la Generalitat de Catalunya a la recerca universitària i va ser gestor del Programa Nacional de Física de Partícules (2004 – 2007). Ha estat vicepresident d’APPEC (Astroparticle Physics European Committee) i en l’actualitat és president del Computing Resources Scrutiny Group del CERN. La seva carrera científica ha estat centrada en diferents aspectes de la física teòrica i la fenomenologia de partícules, sent autor de 90 treballs de recerca. És un amant de l’aire lliure, en especial dels esports de muntanya i dels viatges d’aventura. També és un gran aficionat a la història.
L’Institut de Ciències del Cosmos (ICC - UB)
L’ICC és un centre de recerca en aspectes fonamentals de la física relacionats amb el món físic que ens envolta, des del més petit (microcosmos) al més gran (macrocosmos). Aspectes com la cosmologia, l’astrofísica, les ciències de l’espai, l’estructura fonamental de la matèria, la física del nucli, o els aspectes més teòrics i especulatius de la física s’hi troben representats. L’Institut pretén afavorir la interdisciplinarietat en les àrees de la física teòrica, la física nuclear i l’astrofísica, i el treball coordinat en aquestes àrees. Hi treballen una cinquantena llarga d’investigadors i des de la seva creació, el 2006, ha aconseguit atreure investigadors d’alt nivell a l’entorn científic de la UB.
