A ciencia básica é algo que nos une a todas, todos e todes. "Hai un obxectivo común que ademais nos transcende", explica Carlos Salgado, director do IGFAE, que vén de recibir por segunda vez a acreditación como Unidade de Excelencia María de Maeztu, que outorga a Axencia Estatal de Investigación

O Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) é un centro de investigación creado en 1999 pola Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia que se dedica á investigación básica de física de partículas, astropartículas e nuclear. “Iso quere dicir que o que pretendemos encontrar son cales son os elementos fundamentais ­–e por fundamentais normalmente queremos dicir mínimos– cos que podemos entender como funciona o universo”, sinala o seu director, Carlos Salgado.

A física de partículas desenvolveuse moito ao longo do século XX e, neste século, o seu último gran fito foi o descubrimento do bosón de Higgs en 2012. “Nós sabemos cal é a descrición das pezas fundamentais da natureza, as que non podes dividir máis, que é o que se chama o modelo estándar da física de partículas. Iso o que nos di é cales son as partículas que son como os ladrillos que compoñen a natureza e como interaccionan entre elas”, di Salgado. O fin último de todo o que fan no IGFAE é entender como funciona a natureza, tanto ao nivel máis microscópico que existe como ao nivel máis macroscópico, que sería o cosmos.

“Para mirar cousas moi pequenas precisamos microscopios moi grandes, canto máis pequeno queremos mirar, máis caro e grande vai ser o microscopio, e o máis grande que existe no mundo é o acelerador de partículas do CERN (a Organización Europea para a Investigación Nuclear), o Gran colisor de hadróns (en inglés, Large Hadron Collider (LHC), que acelera protóns e núcleos atómicos –sobre todo de chumbo– e logra velocidades moi próximas á da luz. Facemos iso porque sabemos que os protóns non son fundamentais, están compostos de partículas máis pequenas, así que cando se fan eses choques a esas enerxías tan grandes rómpense os protóns e as partículas que si son fundamentais que hai dentro deles van interaccionar e formar partículas novas, por exemplo, o bosón de Higgs. Estudando milleiros e milleiros de millóns desas colisións somos quen de entender como funciona a natureza ao nivel máis microscópico”, debulla o director do IGFAE en conversa con Praza.

No IGFAE deséñanse desde Santiago de Compostela detectores de partículas para o acelerador do CERN e moitos outros, detectores gaseosos ou detectores de ondas gravitacionais

O microscopio neste caso ten basicamente dúas partes, o acelerador e os detectores, que son como as cámaras de fotos onde van rexistrar o que pasa nas colisións. Unha parte do IGFAE dedícase a deseñar eses detectores de partículas. Para isto, é preciso desenvolver a tecnoloxía e no centro de Santiago están especializados en sensores a base silicio, é dicir, electrónicos; que miden en velocidades moi curtas e son moi resistentes á radiación. “Unha vez que están desenvolvidos, este tipo de detectores teñen aplicacións prácticas, por exemplo na Medicina. Ou, polo feito de seren moi resistentes á radiación, poden ser útiles en satélites ou en aplicacións espaciais. Tamén estamos especializados en detectores gaseosos, medindo a luz con cámaras ultrarrápidas”, explica Salgado, quen apunta que un dos detectores máis importantes que está funcionando hoxe no LHC deseñouse e ensamblouse en Santiago, en colaboración con outras universidades.

Pero as colisións non se producen só no interior dos aceleradores de partículas, entre os que destaca o do CERN por ser o de maior tamaño no mundo, senón que mentres se está producindo a conversa para esta reportaxe na nova sede do IGFAE [ou mesmo mentres vostede está a ler estas liñas] miles de millóns de neutrinos están atravesándonos sen que nos decatemos. Hai raios cósmicos que chegan á Terra constantemente e chocan con átomos dos gases da Atmosfera e acaban por desintegrarse para chegar aquí cando xa non son perigosos. Un dos experimentos nos que está a participar o Instituto Galego de Física de Altas Enerxías encárgase de detectar estas partículas que chegan á Terra.

O IGFAE vén de recibir por segunda vez o recoñecemento como Unidade de Excelencia María de Maeztu, que outorga a Axencia Estatal de Investigación. É, ata o momento, o único centro galego que obtivo este prestixioso selo, que supón un financiamento de 2,6 millóns de euros ata 2030. “Propuxemos un plan de atracción, retención e formación de talento moi ambicioso, que xa se fixo cando obtivemos en 2017 a primeira acreditación e funcionara moi ben porque incluso tivemos algún problema para reter aquí todo o talento que captaramos. Queremos intentar influír en todos os niveis, incluso antes de que a xente entre na universidade”, detalla Carlos Salgado.

O Instituto Galego de Física de Altas Enerxías pretende ampliar o seu traballo na ciencia e tecnoloxía cuántica

Nesta nova etapa que se abre no IGFAE buscan xerar un impacto social maior, máis alá do traballo que veñen desenvolvendo nos últimos 25 anos. Para iso, unha das canles é a conexión coa arte, unha maneira accesible de que a xente se achegue á ciencia e ao traballo do instituto. Este verán a igrexa da USC acolleu a mostra Instrumentos de Visión, do artista Armin Linke, froito da colaboración co programa de arte contemporánea da Organización Europea para a Investigación Nuclear, Arts at CERN, que serviu para celebrar o 25º aniversario do IGFAE e mais o 70º aniversario do CERN.

O fotógrafo e cineasta Armin Linke leva máis de 20 anos observando o traballo científico desenvolvido en grandes instalacións experimentais e nesta exposición mostrou como a comunidade científica conseguiu desenvolver eses complexos instrumentos que axudan a revelar o funcionamento dos elementos fundamentais da materia. A mostra, comisariada por Mónica Bello (Santiago de Compostela, 1973), directora de Arts at CERN, tivo máis de 50.000 visitantes e confirmou que o IGFAE pode influír na sociedade máis alá da parte puramente científica.

Ademais da captación de talento e afondar no impacto social, así como a transferencia de tecnoloxía, no Instituto Galego de Física de Altas Enerxías queren ampliar as súas liñas de investigación. Coa primeira acreditación María de Maeztu abriron unha para a detección de ondas gravitacionais, que foi un dos recentes Premios Nobel de Física, e agora pretenden ampliar o seu traballo na ciencia e tecnoloxía cuántica. “Espérase que na parte de tecnoloxías cuánticas da información haxa unha revolución nos próximos anos e, seguramente, haberá moitísimo investimento nisto”, avanza Carlos Salgado.

“A mecánica cuántica o que che di é que cando intentas aplicar a túa intuición de que hai unha partícula –un corpo– que ocupa un determinado espazo e ten unha determinada velocidade, no mundo microscópico non funciona. As partículas no mundo microscópico teñen efectos cuánticos que din que non podes saber ao mesmo tempo a súa velocidade e posición con total precisión. De feito, non podes saber ningunha das dúas con precisión absoluta, e non é un problema do teu aparato de medida, é unha propiedade da Física ao nivel máis fundamental. A posición desa partícula non está definida, é unha propiedade inherente cuántica”, debulla o director do IGFAE.

Iso si, as partículas poden interferir entre si e a tecnoloxía evolucionou tanto nos últimos anos que é posible ter o que se chama ‘estados cuánticos coherentes’ de moitas partículas. Para realizar estas medicións hai que deseñar ordenadores cuánticos que, a diferenza dos ordenadores que empregamos a diario, non se basean nos bits senón nos cúbits, con infinitas máis posibilidades para calcular e almacenar información. Estas tecnoloxías están aínda “na infancia”, pero o director do IGFAE destaca que todas as grandes compañías como Google, IBM ou Microsoft están a investir cantidades só ao seu alcance en computación cuántica.

Chegar á poboación feminina é un dos obxectivos da apertura do IGFAE ao exterior e da potenciación dos seus programas con escolas e institutos

As carreiras máis asociadas coa tecnoloxía teñen unha presenza feminina menor. É un problema global que tamén se reflicte no Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, onde basta unha hora para certificar a maioría masculina. “Preocúpanos moito –asegura Salgado–. Temos un plan de xénero de hai tres anos que agora toca renovar e avaliar, fixemos un montón de accións, fanse charlas e cada dúas semanas lánzase un pequeno vídeo para o persoal do instituto sobre temas de diversidade. E fixemos formación en nesgos inconscientes que poden existir a respecto do xénero para quen se encarga da selección de persoal”.

De feito, chegar á poboación feminina é un dos obxectivos da apertura do IGFAE ao exterior e da potenciación dos seus programas con escolas e institutos. A nova sede do centro, aínda en obras, permitirá acoller máis encontros coa rapazada e a poboación xeral, así como congresos de expertos de todo o mundo, fundamental cando se traballa en rede. Neste espazo renovado priman as salas comúns e abertas para favorecer o encontro tamén entre o propio persoal do instituto.

Os laboratorios e salas de probas aínda están sen rematar, pero os técnicos móstranse entusiasmados coas novas instalacións. No IGFAE non só fabrican instrumentos tecnolóxicos para probar as súas teorías, tamén os reparan, por iso no baixo do edificio albergan unha sorte de taller onde se montan as placas cos chips e se poñen a proba os experimentos no seu ‘pequeno’ acelerador de partículas ou na cámara de alto baleiro, que logra un estado mil millóns de veces por baixo da presión da atmosfera e é capaz de arrefriar ata os -90 graos de temperatura.

"Hai que empezar a planificar agora que se vai facer na década dos 40 na Física de partículas"

A ciencia básica é algo que nos une a todas, todos e todes. “Hai un obxectivo común que ademais nos transcende. Dedicamos a nosa vida a isto, que parece unha cousa un pouco tola, porque pensamos que hai ese obxectivo que nos transcende e que, dalgunha maneira, compensa o pouco aplicadas que son as cousas do día a día que estamos facendo”, salienta Carlos Salgado, que explica a importancia do CERN para aproveitar o talento estea onde estea e unilo para proxectos de gran envergadura, como pode ser o do Gran colisor de hadróns, que se empezou a planificar nos anos 80 do século pasado.

A transferencia de coñecemento resulta fundamental. Entre este ano e o que vén vaise decidir cal será o seguinte gran acelerador de partículas despois do LHC, que estará funcionando ata o ano 2041. “Hai que empezar a planificar agora que se vai facer na década dos 40 na Física de partículas. Unha das propostas é un acelerador tamén circular de 90km de circunferencia. Este proxecto durará ao mellor 50 anos. Trátase de proxectos que transcenden a vida laboral, por iso precisamos mellor a maneira na que compaxinamos estes grandes proxectos coas carreiras profesionais da xente que ten que traballar neles”, conta Salgado.