Michael Benedikt, del CERN: «Necesitamos un colisionador mayor para entender la materia oscura»

La física de partículas más puntera de hoy en día se gesta en un lugar fascinante: el Gran Colisionador de Partículas (LHC). Allí, en un túnel de 27 kilómetros enterrado a unos 50 o 150 metros de la superficie, los científicos aceleran y hacen chocar protones o iones en un conducto que está al vacío y controlado por un intenso campo magnético. La idea básica es que, el modo de chocar de esas partículas permite entender cómo funciona la física o de qué están hechas las cosas. En este sentido, para hacerse una idea de la potencia de este colisionador valen dos cifras: en tan solo un segundo, una partícula acelerada en el LHC puede completar 11.245 vueltas; en tan solo un segundo, el LHC puede generar 600 millones de colisiones.

Michael Benedikt será probablemente uno de los responsables de que la física de un gran paso adelante y deje atrás al LHC. Es el actual director del proyecto para el Futuro Colisionador Circular (FCC), un futuro «supercolisionador» europeo que competirá con China y que podrá forzar las fronteras de la física más allá de donde están hoy. Tal como explicó Benedikt, invitado por la Fundación BBVA en su ciclo de conferencias sobre «Los secretos de las partículas», su ambición principal será superar el modelo estándar, una teoría que funciona para casi todo, pero que no puede explicar aún qué es la materia oscura, la energía oscura o la antimateria.

Pero creo que Europa tiene el liderazgo absoluto de la física de partículas con el LHC. Hoy en día en Estados Unidos hay unos 2.500 físicos de partículas, y 2.000 de ellos están en el CERN para hacer sus principales experimentos. Vienen aquí para vivir aquí, invierten aquí, generan beneficios económicos y muchas otras cosas.

Europa tiene muchas tecnologías en la que es líder, pero debe seguir haciendo esfuerzos para prolongar su posición como líder, a largo plazo.

-Creo que el LHC ha sido el proyecto científico más caro, ¿será el FCC aún más caro?

El FCC futuro es significativamente más grande que el LHC... Las instalaciones serán del orden de 3 o 4 veces mayores. Claramente, las necesidades económicas serán necesariamente grandes en términos absolutos.

-¿Y hay alguna acerca de cuánto costará?

No lo podemos saber hasta que no superemos la fase de diseño. El objetivo es hacer un informe de diseño para 2018, con el boceto, y a partir de ahí ya podremos estimarlo.

-¿Y cuándo se comenzará a construir si todo va bien?

Se escogerá entre el FCC y la solución lineal entre 2019 y 2020. Luego se iniciaría una fase técnica para mostrar si es factible, entender el impacto, las tecnologías, los costes y los plazos. Si hay una continuación, habría una fase de diseño técnico para ir a la fabricación. Entonces, el proyecto podría comenzar a construir las infraestructuras quizás en 2026. Necesitaría 10 o 20 años para estar completado.

-¿Cómo se planea a largo plazo un proyecto tan complejo como el FCC, cuando la ciencia y la tecnología avanzan casi día a día?

En primer lugar, es importante entender que el campo de la física de altas energías evoluciona muy, muy rápido. Tenemos mucha experiencia en la construcción y planificación a largo plazo de grandes estructuras. El mismo LHC, necesitó 25 años para ser construido desde el primer diseño, hasta la primera operación.

En este tipo de proyectos tienes que tener en cuenta aspectos clásicos y tecnológicos. Para materializar el proyecto hay que ir separando estas áreas. Tienes retos técnicos muy a largo plazo en los que tienes que tener en cuenta cómo evolucionan o las etapas necesarias para producirlos de forma industrial. Y problemas más clásicos, como construir el túnel donde estará el colisionador.

Por ejemplo, la tecnología clave para el FCC será la de los imanes superconductores. Necesitas una enorme cantidad de estos imanes, y para desarrollar la tecnología necesaria en la industria para producirlos puedes necesitar, vamos a decir, cinco años, a los que hay que sumar otros cinco para construirlos.

Además, en este tipo de círculos hay cosas más simples que necesitas. Cosas que se resuelven al principio del proyecto y que son problemas muy clásicos: cosas de ingeniería civil, hacer el túnel, construir edificios civiles, infraestructuras, redes de la electricidad, etc. Es un problema clásico que puedes planear. Es un objeto enorme pero puedes ir poco a poco y construirlo.

Aparte de estas cosas, hay tecnologías que realmente necesitas pero que tienen una evolución muy rápida: como la informática, el control de sistemas o el almacenamiento de datos. Son áreas para las que no tiene sentido planearlo ahora. Porque en 15 o 20 años vamos a tener un escenario totalmente distinto. Así que tienes que entender qué bloques es necesario dejara un lado por completo, y confiar en que puedas introducirlos en el proyecto en el futuro a tiempo.

Hay áreas, como los imanes, que puedes estar seguros de que necesitarás 20 años para tenerlas preparadas, puesto que podemos necesitar unos 5.000 imanes para un proyecto así. Esto es grosso modo como tienes que hacerlo. No debes perder el tiempo con cosas que van a estar obsoletas cuando estés listo. Es bastante dificíl, pero esta sociedad tiene la cultura necesaria y las enseñanzas de proyectos anteriores para saber cómo gestionar y organizar esto. Incluso en las grandes cooperaciones internacionales.

-¿Cómo se pone de acuerdo a 29 países y a miles de científicos en un proyecto así?

Integrar a 88 instituciones y a 28 nacionalidades, es un proceso natural. Puedes imaginar lo complejo que es el diseño de un acelerador, más el desarrollo de las tecnologías, más el análisis de las oportunidades físicas, más la concepción de los detectores y por último el diseño de las infraestructuras. Todas estas áreas son un gigantesco campo de trabajo que debemos cubrir, algunos en más detalle y otros en menos: por ejemplo, con los problemas informáticos menos.

Pero estos institutos normalmente tienen competencias en ciertos campos. Nuestro objetivo es darle a cada uno de esos institutos esas responsabilidades para las que están más preparados. Frecuentemente las universidades tienen departamentos que son completamente excelentes en su área. Y esto es lo que necesitamos. No es una cuestión de llegar a un consenso, para nosotros es más bien un regalo que esta gente esté interesada en este trabajo. Desde el mismo comienzo ambos obtenemos beneficios si se ajusta esto correctamente.

-Entiendo entonces que no hay una competencia, ni siquiera con países terceros como China?

Sí, hay un estudio similar en China, para hacer un acelerador de 54 kilómetros. Ambos colisionadores son muy similares pero no creo que haya una competición negativa entre ambos. Todo el mundo está tratando de optimizar sus soluciones para producir avances en física. Muchos aspectos del diseño son similares o requieren soluciones similares, por supuesto. Trabajamos juntos a nivel de conferencias y talleres, hay muchas interacciones incluso a nivel de personas.

Creo que lo más importante aquí es ver y reconocer que el hecho de que China y el proyecto FCC y quizás los colisionador lineales están todos trabajando para tratar de cubrir un área de la física. Son ligeramente diferentes, pero van en la misma dirección. Esto significa que este es un atractivo campo de conocimiento en el que debemos seguir trabajando.