Una luz en la oscuridad (de la materia)
Gastón Gutiérrez es un científico argentino que vive en Estados Unidos y trabaja hace más de 25 años en Fermilab, uno de los laboratorios de física de altas energías más importantes del mundo. De paso por Exactas, explica por qué cree que el LHC conseguirá develar el misterio de la materia oscura.
En relación a las experiencias recientes que indicaron que los neutrinos viajaría más rápido que la luz, Gutiérrez recomienda prudencia. “Hay un dicho en inglés que dice: ‘afirmaciones extraordinarias requieren evidencias extraordinarias’. En mi opinión, ese resultado no proporciona evidencia extraordinaria. Ahora, si se llegara a verificar, sería una revolución”, asegura. Foto: Diana Martínez Llaser (Cepro)
“Pensé muchas veces en volver a la Argentina. De hecho nunca me hice ciudadano estadounidense. Pero, a lo largo de mi carrera, el lugar adonde se hacía lo que a mí me gustaba era el Fermilab. Y mi decisión fue seguir haciendo lo que me gusta”, cuenta Gastón Gutiérrez, el físico argentino que llegó en 1983, un poco de casualidad, a Fermilab, lugar en el que todavía trabaja como Scientist II, uno de los cargos más altos del laboratorio.
Gutiérrez estudió física enla Universidad NacionaldeLa Plata.Terminó su tesis de doctorado en 1982 bajo la dirección de Ángel Plastino. En ese momento fue invitado a trabajar un año enla UniversidadAutónomade México. “Allí había un profesor que estaba relacionado con Fermilab. Me ofreció ir por un año y acepté. Y bueno, ahí me quedé”, relata.
En ese laboratorio, ubicado cerca de la ciudad de Chicago, funciona el Tevatron, el acelerador de partículas más importante del mundo hasta la puesta en marcha del Large Adron Collider (LHC), en Suiza. Allí, en los últimos 30 años se realizaron varios de los descubrimientos más importantes sobre los cuales se sustenta el modelo actual de partículas fundamentales.
De visita en la Facultad-en el marco del “Programa de profesores visitantes” creado por el Departamento de Física-, donde acaba de finalizar con el dictado del curso “Instrumentación en física de altas energías”, Gutiérrez aceptó dialogar con el Cable sobre una variada gama de cuestiones, como la materia oscura, la energía oscura, el LHC, el bosón de Higgs, los neutrinos y la velocidad de la luz, que hacen de estos años una etapa extraordinaria para la investigar. “Si alguien tiene ganas de ser físico, éste es el momento”, asegura. A continuación, los pasajes centrales de la charla.
– Con la puesta en marcha del LHC, ¿qué rol pasa a ocupar Fermilab que durante años contó con el acelerador de partículas más importante del mundo?
– Lo que quiere hacer todo el mundo es ver si las teorías actuales funcionan a energías más altas. Hay dos formas de hacer eso, una es aumentando las energías y la otra es buscando procesos que son muy, muy raros. Por supuesto, la forma más segura de hacerlo es aumentando las energías. Pero también se puede aumentando la intensidad. Si uno hace chocar muchas partículas y busca procesos que sean bien, bien raros también se puede aprender de lo que ocurre a energías más altas. El rol de Fermilab ahora, en la parte de física de altas energías, es dedicarse a las mediciones de alta intensidad, porque el LHC tendrá siete veces más energía que el Tevatron. No hay forma de competir. De hecho el Tevatron se apagó a fines de septiembre, no va a funcionar más a altas energías. Las otras etapas van a seguir funcionando para altas intensidades y experimentos de neutrinos.
– ¿Vas a mantener algún tipo de colaboración con los equipos que están trabajando en el LHC?
– Yo no funciono bien en grandes colaboraciones. No tengo ni me interesa aprender habilidades políticas que son indispensables para trabajar con dos mil o tres mil colaboradores. Por lo tanto, decidí no entrar en los experimentos del LHC. En Fermilab todo lo relacionado con astrofísica va a ser cada vez más fuerte. Precisamente, yo me estoy yendo al campo de la astrofísica.
– ¿Te alejás de la física de partículas, entonces?
– Bueno, hoy día, están íntimamente relacionadas. Si uno quisiera marcar la línea divisoria entre astrofísica y física de partículas resultaría muy difícil de establecer. Hay varios interrogantes fundamentales en la física actual. El primero es la materia oscura, que nadie sabe lo que es, y conforma el 25% del universo. Por otro lado, el universo se está acelerando por la presencia de una forma de energía que tampoco se entiende, que es distinta de la energía que estamos acostumbrados a que produzca la materia y que llamamos energía oscura. Entre las dos forman el 95% del universo. Quiere decir que todas las teorías que tenemos actualmente sirven nada más que para explicar el 5% restante. Esos son dos grandes interrogantes que nadie sabe cómo se van a responder. Pero el problema de la materia oscura puede ser tranquilamente resuelto en el LHC. El problema de la energía oscura, en cambio, hay que intentar resolverlo mirando la evolución de las galaxias.
– ¿Por qué creés que el LHC puede resolver el misterio de la materia oscura?
– Por una cuestión muy sencilla. Todas las cosas se comportan bajo cierto régimen como partículas. Por ejemplo, si vos apagás el sol ahora, nosotros vamos a tardar 8 minutos para ver que se apagó. La luz del sol tarda en llegar ala Tierra8 minutos. Pero no es sólo la luz, todo viaja a cierta velocidad. Si vos ahora detectás con detalle la luz del sol, vas a observar un fotón, no lo ves distribuido, cuando lo detectás, lo detectás en un lugar. Entonces todo lo que existe en la naturaleza viaja con velocidad finita y cuando lo detectás, lo detectás en un solo lugar. Son partículas. La materia oscura tiene que ser una partícula, sería extremadamente raro que no lo fuera. Y si es una partícula es muy posible que el LHC la detecte.
– ¿Creés que con el LHC finalmente se podrá detectar el bosón de Higgs?
– No se sabe cuál es el mecanismo que hace que las partículas fundamentales adquieran masa. Hay investigadores que dicen que el responsable es el llamado bosón de Higgs. Se trataría de una partícula que se acopla e interactúa con todas las demás y, a partir de esa interacción, les genera su masa. ¿Es ese el mecanismo que eligió la naturaleza para darle masa a las partículas fundamentales? Nadie sabe. Es el candidato preferido de la mayoría de los físicos. Eso no quiere decir que la naturaleza haya elegido al candidato preferido de los físicos. Si es el Higgs del modelo estándar el LHC lo va a ver. Será en unos meses o en unos años pero lo va ver, sin dudas.
– ¿Qué pasaría si no está?
– Hacemos una fiesta (risas). Mirá, como gusto personal, yo esperaría que se pueda avanzar en la explicación de la materia oscura y que no descubran el Higgs. Para mí sería una desilusión si detectan el Higgs del modelo estándar.
– ¿Vos sos de los que opinan que es mejor que no esté así habrá que explicar todo de nuevo?
– ¡Por supuesto! Siempre es más interesante probar que una teoría está equivocada que probar que una teoría funciona. Por una cuestión muy sencilla: no entendemos el 95% del universo. Si todo funciona bien en ese 5% que entendés, no tenés indicios sobre cómo funciona el 95% restante. Es más fácil, cuando vos tenés algo que no da, entender qué es lo que ocurre a partir de las explicaciones de por qué eso no da. Ahora si todo da como esperás, es muy difícil encontrar la explicación de lo ocurre en el resto del universo. Si no hay Higgs y se descubre la partícula de la materia oscura, esos van a ser indicios como para decidir para qué lado ir.
– Hace poco en Fermilab, a partir de algunas experiencias, sostenían que era posible que no hubiera un Higgs sino varios Higgs.
– Esas teorías se llaman supersimétricas. En ellas cada una de las partículas que conocemos hoy tendría que tener una partícula equivalente. De esas partículas equivalentes no se ha descubierto ninguna. En esas teorías hay más de un Higgs. Eso significa que podría no aparecer el Higgs del modelo estándar y aparecer Higgs de supersimetría. Está por verse.
– Hablando de resultados inesperados, ¿cuál es tu posición acerca de las mediciones que encontraron que los neutrinos viajan más rápido que la luz?
– Hay un dicho en inglés que traducido diría: “afirmaciones extraordinarias requieren evidencias extraordinarias”. Desde ese punto de vista, en mi opinión, ese resultado no proporciona evidencia extraordinaria. Puede estar bien, pero son experimentos muy difíciles de hacer. Estuvieron muy bien en la forma en que lo presentaron. Fueron extremadamente prudentes. Dijeron: “esto es lo que vimos. No lo podemos explicar. Acá están los resultados”. Pero insisto, es un experimento muy difícil de hacer. La diferencia es de 60 nanosegundos, son30 metros. Si ellos tienen un pequeño error en la distancia entre Suiza e Italia, el resultado está mal. Hoy con los GPS se puede tener una medición muy precisa, pero no sé… Si se llegara a verificar, sería una revolución física.
– ¿Se desmoronaría la teoría de la relatividad?
– Bueno, la teoría de la relatividad está establecida de manera tal que va a seguir siendo válida en el régimen en el cual se ha testeado. Es como las teorías de Newton. La relatividad no destruyó a Newton. Si vos dirigís un cohete a la luna, nadie usa relatividad. Para cualquier cosa que tiramos al piso, para cualquier cosa que se mueve, las leyes de Newton siguen valiendo. Sólo cuando se trata de velocidades muy altas se aplica relatividad.
– ¿Qué viene después del LHC?
– Nadie lo sabe. Si vos le preguntas a la gente te van a decir el Linear Collider (ILC). El problema del ILC es que el costo es inmenso. Estamos hablando de 20 mil millones de dólares. Por lo tanto es difícil que lo haga un solo país. Lo más probable es que se junte la comunidad internacional para construirlo. El problema es que nadie sabe exactamente todavía qué es lo que hay que estudiar. Todos esperan que el LHC entregue algunos indicios de hacia dónde hay que ir. Porque, por ahí, el ILC no es la mejor máquina para seguir el camino indicado por el LHC. Por ejemplo, se podría llegar a la conclusión que es mejor construir un Muon Collider, que es de muones, en lugar de un ILC, que es de electrones. Todavía no se sabe. Pero eso no constituye un problema. El LHC va a dominar la física por las próximas dos décadas, mínimo. Igual no se puede esperar demasiado porque la construcción de la máquina que venga después del LHC va a tardar 30 o 40 años.
– ¿Creés que la física atraviesa un momento histórico?
– Sí. Mi carrera como físico, en cierto modo, ha sido extraordinaria pero un poquito aburrida. En el sentido de que hubo grandes descubrimientos cuando yo estaba estudiando física pero ha sido más bien una carrera en la cual la teoría ha estado un poquito más avanzada que la parte experimental. Fundamentalmente, todas las cosas que se descubrieron fueron cosas que se esperaban. Pero hace 10 años cambió todo. Yo creo que no ha habido muchos momentos en la historia en los cuales la gente mira a su alrededor y dice: “lo único que entiendo del universo es el 5%”. Hay un 95% que todavía hay que entenderlo. O sea que para cualquiera que tenga la curiosidad de tratar de explicar la naturaleza, las próximas dos o tres décadas van a ser extraordinarias. Si alguien tiene ganas de ser físico, éste es el momento. Sin lugar a dudas.
