En el subsuelo de Suiza y Francia se encuentra el mayor laboratorio que haya construido la humanidad. Se trata del CERN, donde se han logrado algunos de los avances científicos más asombrosos de las últimas décadas. El doctor Gerardo Herrera, uno de los mexicanos que colaboran en ese centro, escribió el libro El Gran Colisionador de Hadrones, en el que explica lo que se estudia en ese complejo, así como los conceptos básicos de la física contemporánea. Reproducimos aquí tres fragmentos de la obra –una coedición de Proceso y la Universidad Autónoma de Sinaloa–, en los cuales se expone cuál fue el papel de Los Beatles y los fotones en la lucha contra el cáncer, y por qué Santa Claus se beneficiaría de la tecnología desarrollada en el CERN. MÉXICO, DF (Proceso).- El 10 de marzo de 2010 fue publicado en un periódico de Ginebra una nota respecto del proyecto Gran Colisionador de Hadrones (GCH) del CERN. El periódico 20 minutos, que se distribuye gratuitamente en Suiza y que desde 2004 es el diario más leído en el país, anunciaba el fracaso de la ciudadana alemana que había interpuesto ante la Corte una demanda para impedir que el Gran Colisionador de Hadrones entrara en funcionamiento por temor a que se produjeran agujeros negros que un día terminaran por devorar nuestro planeta. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés: Large Hadron Collider) es el acelerador de partículas más potente jamás construido. Está a más de 100 metros por debajo de la superficie, en un túnel circular que forma un anillo de nueve kilómetros de diámetro. En el anillo –cuyo perímetro de aproximadamente 27 km atraviesa la frontera entre Francia y Suiza– se aceleran protones hasta que alcanzan una velocidad muy cercana a la de la luz: dos haces circulando en direcciones opuestas colisionan en varios puntos del anillo. En estos puntos, los físicos han colocado detectores para observar qué es lo que ocurre en los violentos choques entre protones. Durante las colisiones de protones contra protones se espera observar una serie de fenómenos que podrían dar respuesta a importantes preguntas de la física de nuestros días: ¿por qué el Universo está hecho de materia y no de antimateria?, ¿cómo era el Universo justo después de la gran explosión?, ¿por qué los cuerpos presentan una resistencia a moverse?, ¿existen más dimensiones espaciales que las que nos son familiares?, y ¿de qué está hecho el Universo? La violencia de las colisiones es tan grande que mucha gente se ha preocupado por lo que ahí pudiera ocurrir, como el profesor de física de secundaria en Hawái, el señor Walter Wagner, quien se presentó también ante la Corte de Justicia en Honolulú con la misma demanda de la ciudadana alemana Gabriele Schröter, aunque, desafortunadamente para Wagner, dicha Corte no tiene injerencia en los asuntos de Ginebra. La señora Schröter, por su parte, ante el temor de que esta máquina termine con el planeta, interpuso dos demandas: una en 2008, que fue rechazada, y otra en 2009 ante la Corte Federal en la ciudad de Colonia (Alemania), con la esperanza de que la delegación alemana que participa en el CERN se retirara, obstaculizando de esta manera el desarrollo del proyecto. El 9 de marzo de 2010, la Corte finalmente rechazó esta nueva solicitud por considerar que “la demandante no proporcionó pruebas concluyentes”. Después de revisar el caso, la autoridad dictaminó la improcedencia de la petición interpuesta toda vez que “la desconfianza en las leyes de la física” no era prueba suficiente. En realidad no hay razón para alarmarse. Aun cuando las colisiones del acelerador llegasen a producir objetos extraños como agujeros negros, estos no representan ninguna amenaza para nuestro planeta. Desde hace millones de años el Universo produce interacciones del mismo tipo, y aun de mayor energía que las que se estudian de manera controlada en el Gran Colisionador de Hadrones. Radiación cósmica de muy alta energía llega hasta la Tierra, así como otros objetos del Universo que producen colisiones todavía más violentas que las que se observan ya en el GCH. De hecho, cada segundo se producen en el Universo 10 billones de veces más colisiones de este tipo que las que producirá el Gran Colisionador en toda su vida útil. Si consideramos la edad del Universo, entonces el número de colisiones que se han producido es inconcebiblemente mayor que lo que tendremos en 10 años de funcionamiento del GCH. En otras palabras, es como si el Universo hiciese 10 billones de experimentos como el del colisionador cada segundo. La idea de hacer uno más en el CERN es que podremos estudiar cuidadosamente qué es lo que ocurre cuando se producen estas colisiones. Tecnología al servicio de Santa Claus Los problemas de Santa Claus el 24 de diciembre no son pequeños. Estimaciones recientes indican que la población del mundo es de (más de) 7 mil millones de personas. Si bien sólo una tercera parte de la población del mundo es cristiana –ámbito real para Santa Claus–, atender a 2 mil 340 millones de personas no es asunto trivial. En realidad, aproximadamente un tercio de estos cristianos –es decir, 778 millones– es menor de 15 años. Siendo más realistas, sólo una fracción de éstos es menor de ocho años y tiene, por tanto, serias expectativas acerca de Santa Claus. Con estos datos podemos estimar de manera ruda que 390 millones de niños en el mundo esperan que Santa Claus actúe con eficiencia la noche del 24 de diciembre. Pero el problema no se detiene en los aproximadamente 390 millones de niños: debemos considerar además que ellos están distribuidos en prácticamente todos los continentes, que cubren una inmensa superficie. Si bien es cierto que en la Antártida, el lugar más lejano para Santa Claus, no hay niños que le hayan escrito una carta, también lo es que cerca del Polo Norte es donde menos encargos tiene el anciano, que seguramente estaría feliz de cubrir la menor distancia posible. Por si todo esto fuera poco, el milenario san Nicolás cuenta con sólo una noche para distribuir regalos entre 390 millones de niños. En realidad, si consideramos que mientras unos duermen otros esperan ansiosos a que llegue la madrugada, entonces veremos que Santa Claus cuenta de hecho con 24 horas para hacer su tarea: mientras la Tierra gira y se cubre de tinieblas, Papá Noel va recorriendo de norte a sur y de sur a norte la franja de oscuridad que va llegando, es decir, cuenta con 0.000221 segundos por niño. En este tiempo, Santa Claus debe bajar de su trineo, sacar de su costal el regalo, conferir con su lista el pedido, entrar por la ventana o por la chimenea, dejar el regalo y salir para retomar la ruta previamente planeada y llegar así hasta el lugar en donde duerme el siguiente niño… esto en el mejor de los casos, porque si el chiquillo no se ha dormido Santa Claus deberá hacer un rodeo para regresar más tarde hasta el domicilio del inquieto y poco cooperativo infante. Los niños insomnes son una verdadera pesadilla para Santa Claus, pero son sólo una más de las múltiples dificultades que enfrenta el 24 de diciembre: ventanas cerradas, chimeneas estrechas, perros guardianes, juegos de cubiertos colocados con malicia por niños que lo quieren pescar por sorpresa. Sin embargo, 0.000221 segundos por niño es en verdad un buen rato, sobre todo si consideramos los tiempos con que trabajan nuestros científicos e ingenieros hoy en día. Los protones del Gran Colisionador de Hadrones viajan a 99.9999991% de la velocidad de la luz, lo que les permite dar siete vueltas y media a la Tierra en un segundo. En estas circunstancias, un protón del Gran Colisionador de Hadrones recorre más de 66 kilómetros en el tiempo que tiene Santa Claus para cada niño. No estaría mal, pues, que Santa Claus se sometiera a un proceso de ionización que le permitiera hacer uso de los aceleradores del CERN: de esta manera podría realizar su trabajo de manera expedita. Como se puede ver, Santa Claus cuenta hoy con avances de la tecnología que le permitirían hacer su trabajo sin tener que recurrir a trucos de magia que acaban con su credibilidad; o, dicho de manera más justa, que lo hagan recurrir en menor grado a sus habilidades mágicas: detectores de infrarrojo para saber cuándo el niño o la niña está en su cama y durmiendo, dispositivos de posicionamiento GPS que le pueden marcar la ruta más eficiente, detectores de metales que advierten con seguridad la presencia de utensilios de cocina ruidosos, etcétera. De acuerdo con un artículo publicado en Science en marzo de 2010, científicos alemanes han encontrado la manera de hacer que un objeto desaparezca de la vista en tres dimensiones. Es decir, han encontrado la manera de hacerlo invisible. Nicholas Stenger, investigador del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (“Nicholas” no tiene nada que ver con san Nicolás, nombre con el que se conoce a Santa Claus en muchos lugares, aunque estas investigaciones podrían ser de gran interés para su homónimo), logró poner un objeto microscópico en un bulto de nanoestructuras de oro que distorsionan la luz para dar la vuelta al objeto (que mide apenas unas micras, o sea, milésimas de milímetro), de forma tal que éste se vuelve invisible. Stenger dice que hacerlo a escala macroscópica, es decir, con objetos del tamaño de una pelota o de una muñeca, todavía no es posible, pero quizá se logre en pocos años. Salvando este pequeño detalle, Santa Claus podría hacer uso de este avance tecnológico y contaría así con más tiempo para colocar los regalos –incluso días antes–, dejándolos fuera de la mirada de los niños, con un recubrimiento de nanoestructuras que los haga invisibles hasta que la noche del 24 de diciembre, con una simple llamada de celular y haciendo uso de los recursos de cómputo GRID, haga aparecer los regalos desde la comodidad de su casa en el Polo Norte. La tecnología satelital lo mantendría conectado donde quiera que estuviese. El Gran Colisionador de Hadrones, Los Beatles y la radiografía a todo color Electric and Musical Industries (EMI) es muy conocida como compañía disquera, con una amplia nómina de artistas ,como Frank Sinatra, The Beatles, The Beach Boys y Pink Floyd, entre muchos otros. Sin embargo, EMI también ha sido una compañía manufacturera de productos electrónicos y se ha involucrado en diversos desarrollos tecnológicos mediante grandes inversiones económicas. Las ganancias por el éxito de Los Beatles, por ejemplo, permitieron un gran avance en la medicina moderna, creando equipos avanzados como el de la tomografía computarizada de rayos X, que fue el resultado de una cuantiosa inversión que EMI hizo para la investigación y construcción de los primeros modelos de este instrumento. De hecho, al primer modelo de tomógrafo se le conoce como EMI Scanner, y con él se realizó en 1972 la primera visualización tomográfica con rayos X del cerebro de un paciente con probable lesión cerebral. La imagen reveló la presencia de un tumor quístico: el cráneo dejó entonces de ser un obstáculo para la obtención de imágenes del cerebro, para el bien de todos. Para EMI, las ventas de discos del exitoso cuarteto de Liverpool significaron un considerable incremento en sus ganancias, con las que crearon departamentos de investigación como el de Hounsfield, ubicado en los Laboratorios Centrales de Investigación de la compañía, donde, gracias a este financiamiento, God­frey desarrolló el tomógrafo computarizado que en 1979 lo hizo merecedor del Premio Nobel de Fisiología. A finales de 2009, el CERN anunció la creación de un detector de rayos X para ser usado en el diagnóstico de enfermedades cardiacas, el llamado MARS Scanner (Medipix All Resolution System), el cual es resultado de la colaboración de Medipix con el CERN para desarrollar los detectores de silicio que actualmente son utilizados en el Gran Colisionador de Hadrones. El escáner es capaz de tomar radiografías en color, proporcionando más información para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Otra de las ventajas de este instrumento es que la radiografía en color permitirá reducir la dosis necesaria para tomar las imágenes. Actualmente millones de personas se benefician cada día con el uso del tomógrafo computarizado que permite diagnosticar de manera más eficaz los trastornos de la salud. Con el nuevo desarrollo de la radiografía en color no queda duda de que las posibilidades de su uso en la medicina aumentarán considerablemente y beneficiarán así a más personas. La venta de 200 millones de discos sencillos de Los Beatles, como vemos, permitió en 1968 a la compañía disquera EMI financiar este proyecto que, cuatro años más tarde, produjo un aparato que desde entonces ha contribuido a la salud humana: una razón más para que los admiradores de Los Beatles sigan escuchando y disfrutando su música. (…) Al contrario, el CERN no es una empresa privada que busque el beneficio económico con los desarrollos tecnológicos que genera; este laboratorio está dedicado a la investigación científica básica. Para hacer posible la investigación básica en el terreno de la física de partículas elementales, es necesario desarrollar tecnología que, como hemos visto, termina beneficiando a la sociedad. La radiografía en color estará pronto en los hospitales. El CERN no se hará cargo de la fabricación y venta de los tomógrafos porque no es su función; tampoco cobrará un centavo por la riqueza que se genere, así como tampoco obtuvo ganancias por el desarrollo de la web ni por el desarrollo de las cámaras multialámbricas que ahora están en aeropuertos, hurgando en nuestros equipajes para asegurar los vuelos. El CERN no reclama beneficios por las patentes en electrónica, software, etcétera: las registra con el solo objetivo de asegurar que cualquier persona pueda tener acceso a los adelantos tecnológicos que se generan en sus laboratorios. Adicionalmente a las que señalamos, podemos agregar que en 2001 se desarrolló un sensor de temperatura con fibra óptica capaz de medir temperaturas por debajo de 1.4 °K, es decir, tan bajas como -271 °C y menos –este nuevo dispositivo reemplaza una tecnología más compleja y costosa–. Ese mismo año se patentó un cristal nuevo para la detección de luz que puede ser usado en la tecnología PET (Positron Emission Thomography), aparatos que se encuentran actualmente en los hospitales y que permiten ver imágenes de los órganos de manera funcional. Estos son los cristales que se usan en dos de los detectores (ALICE y CMS), y que hoy día producen imágenes médicas para diagnosticar el cáncer.