So,
I have just one wish for you -the good luck to be somewhere where you are free
to maintain the kind of integrity I have described, and where you do not feel
forced by a need to maintain your position in the organization, or financial
support, or so on, to lose your integrity. May you have that freedom.
Introducción.
Mi encuentro con las “Lectures”
de Feynman se produjo ya iniciada mi carrera científica, como ayudante en el
Departamento de Física Fundamental de la Universidad de Cantabria, a mitad de
los 70.
No es extraño, ya que la
publicación bilingüe se había producido en el año 1971, cuando cursaba mi
tercer año de carrera en la Universidad de Valladolid, y mi interés estaba más
orientado hacia la Física Nuclear, en la que desarrollé mi primer encuentro con
la investigación científica.
Sin embargo, si tuve entonces
conocimiento de la edición de estos textos y de su valor didáctico y
complementario a los textos que usualmente utilizábamos durante la carrera, que
solían ser traducciones del inglés o del francés.
Además, Feynman era
suficientemente conocido, su genio y figura era ampliamente debatido en las
reuniones que teníamos, ya fueran de café o más dedicadas a la Física, con mis
compañeros de curso. Le admirábamos y, en cuanto me fue posible, ya en
Santander, pedí a la biblioteca que adquiriera sus “Lectures”, las cuales
recomendábamos en la amplia lista de libros a consultar de nuestras clases de
Física General, Mecánica o Termodinámica.
Ya avanzada mi etapa
investigadora, en el campo de la Física de Partículas Elementales, fue
creciendo mi interés por Feynman y sus colegas, creadores del marco teórico en
el que yo me movía, la Teoría Cuántica de Campos.
En uno de los congresos a los
que asistí, a comienzos de los años 90, adquirí el libro “Surely you`re joking,
Mr. Feynman” [1], libro que mantengo y a menudo releo, porque creo que refleja
muy acertadamente el perfil abierto, brillante y curioso de Richard Feynman, un
gran científico, pero además una persona cercana, enormemente didáctico y libre
de prejuicios.
Fig.1 Fotografia de la portada del libro de R.Feynman “autobiográfico”, redactado por R. Leighton.
Mis primeros pasos hacia la investigación científica.
Mi primera formación científica
se produjo con motivo de la realización de la “tesina”, en 1974, en la Facultad
de Ciencias de Valladolid. La realicé en el grupo de Física Nuclear, de la mano
del reciente investigador Francisco Fernández, cuyo saber, pasión y dedicación
fueron fundamentales para el desarrollo de mi carrera investigadora. Desde
entonces he mantenido un contacto de gran amistad con él. Su personalidad tiene
mucho en común con la que se intuye de Feynman.
Paco fue para mí guía, apoyo y
ejemplo de integridad científica. Por los azares de la vida, mi actividad
investigadora se encaminó por otros rumbos, pero esos momentos iniciales
influyeron mucho en mi carrera científica.
Mi siguiente etapa se inició en la Universidad de
Cantabria, a finales de 1974. Se trataba
de una universidad muy joven, con infraestructuras de investigación muy
precarias, inmersa en una política científica del país muy cerrada al mundo
exterior y con escasas posibilidades de promoción, particularmente en la
investigación. Pero contaba con algunos profesores con gran vocación e interés,
formados fuera del país, como era el caso del Dr. Eugenio Villar, que había
adquirido experiencia en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) [2] y contactos con
grupos experimentales europeos. Me propuso realizar el doctorado en el estudio
del comportamiento de núcleos atómicos de emulsiones fotonucleares bombardeadas
por iones de Oxígeno y Carbono en el laboratorio Berkeley (LBL) de California.
Disponíamos de microscopios ópticos de alta resolución, logrados a través de los
contactos con sus colegas extranjeros, y otros procedentes del Hospital Marqués
de Valdecilla, con cuyo departamento de Anatomía Patológica manteníamos una
relación amistosa de trabajo.
Fig.2 CERN Vista aérea (Cortesía CERN).
Percibí la posibilidad de crear un grupo de
investigación, a partir de cero, para realizar investigación fundamental, lo
cual me resultó muy atrayente. Con un pequeño equipo de dos investigadores y
algunas microscopistas, iniciamos contactos científicos con grupos
experimentados del Instituto de Física Corpuscular de Valencia, la Universidad
de Barcelona y el “Centre National pour la Recherche Scientifique” (CNRS) de
Estrasburgo. Con algunas ayudas de la Fundación Botín y del intercambio
hispano-francés, iniciamos nuestras primeras colaboraciones científicas, algo
característico de nuestro grupo después.
Los comienzos fueron difíciles: viajes largos en
trenes de tercera clase, ordenadores casi inexistentes o arcaicos fuera de
Madrid, obtención de resultados lento y artesanal. Frecuentemente utilicé las
infraestructuras de computación del CNRS, similares a las del centro de cálculo
de Vitrubio, en Madrid. Así pude desarrollar mi Tesis Doctoral, que presenté en
1978.
Grandes Colaboraciones Internacionales.
Durante la realización de la Tesis visité el CERN y
establecí contactos con su grupo de emulsiones y otros científicos
internacionales, iniciando colaboraciones para profundizar en el estudio de la
estructura nuclear. Estas colaboraciones
[3], constituidas por 10-20 científicos inicialmente, darían lugar a otras con
decenas de científicos, proporcionándonos peso para iniciar nuevos experimentos
en el CERN, explorar nuevas técnicas de detección y estudiar el comportamiento
de nuevas partículas elementales.
Añadí, en mi periodo postdoctoral, visitas
frecuentes y estancias largas en el CERN, reuniones internacionales, congresos
científicos y formación de nuevos jóvenes. El grupo se incrementó en volumen,
mejorando la calidad de nuestra competencia internacional. En los comienzos de
los 80, la política científica española ya permitía el desarrollo de proyectos
con financiación procedente de la Comisión Asesora de Investigación Científica
y Técnica (CAICYT).
A finales de los 80, el CERN terminó la construcción
del gran acelerador electrón-positrón LEP, cuyo objetivo era el estudio preciso
de las propiedades de los bosones intermediarios de las interacciones nucleares
débiles, Z y W, descubiertos allí hace ahora 40 años [4]. Se construyeron cuatro grandes experimentos,
y nos integramos en uno de ellos, DELPHI [5]. La colaboración estaba
constituida por cerca de seiscientos físicos e ingenieros de 56 instituciones
internacionales, que compartíamos, además de personal, sistemas de detección,
electrónica y computación.
Los nuevos retos científicos y la propia sociología
impusieron nuevas estrategias de política científica, auténtico desarrollo de
la industria de la ciencia. El Plan Movilizador de las Altas Energías,
coordinado por Pedro Pascual, catedrático de Física Teórica de la Universidad
de Barcelona, fue propiciado por el gobierno de la época, en la que me gustaría
destacar la labor del director general de política científica, Emilio Muñoz
Ruiz. Se dedicaron fondos para ello, pudiendo competir con otras instituciones
internacionales de mucha mayor tradición científica.
Nuestra participación fue esencial para la
consolidación del grupo, pues unido al gran interés científico se adoptaron
importantes responsabilidades en análisis de datos y desarrollo de software, se
realizaron varias tesis doctorales, publicamos en revistas de alto impacto,
participamos en congresos…
El objetivo prioritario fue el estudio del bosón Z,
intermediario de la interacción nuclear débil neutra. Tanto mi doctorando Francisco Matorras, como
yo mismo, fuimos líderes del grupo de estudio de su desintegración a leptones
de la tercera generación, t [6]. Medimos la masa
y anchura del Z con niveles de precisión extraordinarios, aún no superados, y
profundizamos en la física del t y su relación con la interacción nuclear fuerte. Además, participamos en
el estudio de los correspondientes bosones cargados W+, W-.
Jesús Marco y Javier Cuevas, doctorandos míos, fueron responsables de la
búsqueda del bosón de Higgs en el experimento DELPHI. Jesús se dedicó
posteriormente, con gran éxito, a proyectos multidisciplinares europeos de
e-ciencia y también ejerció una actividad de gestión como vicepresidente de
investigación del CSIC. Javier Cuevas creó un grupo de investigación
sobresaliente en la Universidad de Oviedo.
Otros estudios, como la búsqueda de supersimetría
[7] en DELPHI, fueron objeto de tesis doctorales, como la Celso Martínez,
dirigida por Jesús Marco.
Una actividad con clara repercusión social y
académica fue el desarrollo de la red de comunicaciones, RedIRIS, nacida de la
red española de altas energías FAEnet [8], componente de la red internacional
HEPnet. Permitió abordar el complejo análisis de datos del LEP. Participamos y
lideramos FAEnet, a través de nuestro propio servicio de informática.
Paralelamente dirigí la tesis doctoral de Ángel Camacho,
“Desarrollo del soporte de comunicaciones para el entorno on-line del
experimento DELPHI del acelerador LEP del CERN”. Su colaboración con Tim
Berners-Lee propició que conociera bien el desarrollo de la telaraña mundial,
“World-Wide-Web” (WWW), publicando la primera página web española, la de
nuestro grupo de Altas Energías, http: //esanu1.unican.es/, lanzada en 1992.
La actividad investigadora y visibilidad del grupo
nos permitió iniciar importantes proyectos, como el diseño de una factoría “tau-charm”,
en España. Colaboramos, en ello, con Martin Perl, premio Nobel por el
descubrimiento del leptón t. El proyecto no fue
aprobado por las autoridades españolas, y se desarrolló, con éxito, en China.
La amistad con Martin Perl perduró, así como el contacto con Barry Barish, con
quien más adelante colaboraríamos en el proyecto del Colisionador Lineal
Internacional (ILC), que dirigió paralelamente a la del experimento LIGO [9],
descubridor de las primeras ondas gravitacionales. por lo que compartió el
premio Nobel de Física.
Fig.3 Congreso internacional TAU98, celebrado en Santander, en 1998, con la participación del descubridor del leptón tau y premio Nobel Martin Perl.
La actividad investigadora se unió a una clara
competencia internacional y desarrollo de otras actividades multidisciplinares,
de gestión y de transferencia, que perduran actualmente.
Nuevas extensiones del grupo y desarrollos “hardware”.
La consolidación del grupo, debido en gran parte a
nuestra participación en el experimento DELPHI, que duró más de 20 años, nos
dio visibilidad en “software” y análisis de datos. Hacia mediados de 1994,
empezaron a formarse nuevas colaboraciones para el acelerador protón-protón LHC
[10], que ocuparía el lugar del LEP. Nuestro grupo consideró la participación
en la construcción de uno de los detectores, añadiendo desarrollo “hardware” a
su actividad “software”.
En esas fechas se incorporó al grupo la doctora
Teresa Rodrigo, con experiencia en la búsqueda del quark top en la colaboración
CDF [11] del acelerador protón-antiprotón, el Tevatron de Fermilab (Chicago) [12].
El top fue finalmente descubierto en dicho acelerador, por CDF y D0, en 1995.
La incorporación de Teresa propició la entrada del grupo a la colaboración CDF,
en su segunda fase. Además, iniciamos, bajo su dirección, negociaciones para la
entrada en la colaboración CMS [13] del LHC, con responsabilidades en diseño y construcción de un sistema
opto-mecánico de alta precisión para el alineamiento preciso de las cámaras
externas de muones con respecto a las cámaras internas de reconstrucción de
trazas, del orden de 100 micras en varios metros de distancia.
La infraestructura necesaria fue montada en el
reciente Instituto de Física de Cantabria, IFCA (centro mixto del CSIC y la
Universidad de Cantabria), que iniciaba su andadura y que llegaría a obtener el
sello de excelencia María de Maeztu, años más tarde.
El desdoblamiento del grupo, entre los desarrollos
de “hardware” de un detector de tiempo de vuelo con precisión de 100
picosegundos y análisis de datos de CDF, por una parte, y la construcción de
los subdetectores de CMS, por otra, permitió un crecimiento notable del grupo,
particularmente en instrumentación de primera línea tecnológica.
Hay que destacar el trabajo en equipo de los
actuales seniors del grupo. Así, se elaboraron nuevas tesis, como las de Rocío
Vilar, en CDF e Iván Vila y Alicia Calderón, en CMS, ambas dirigidas por Teresa
Rodrigo, la de Pablo Martínez, en CMS, dirigida por Francisco Matorras, o la de
Jónatan Piedra, en CDF, dirigida por mí. Estas y muchas otras posteriores se
desarrollaron gracias a una gran inversión en detectores y computadores,
innovación en nuevos métodos de detección y estrechas colaboraciones con
prestigiosas instituciones como el Massachusetts Institute of Technology (MIT),
Fermilab o la Universidad de Padua, entre otras.
CDF fue una gran colaboración, tanto desde el punto
de vista científico, como humano, gracias a los lazos adquiridos con colegas de
otros países, muchos de ellos iberoamericanos. Científicamente contribuimos a
importantes descubrimientos como las oscilaciones materia-antimateria en los
mesones Bs [14], el descubrimiento del “single-top” y las primeras evidencias
de la existencia del bosón de Higgs.
La
participación en el LHC y el descubrimiento del bosón de Higgs.
La colaboración CMS supuso un cambio cualitativo
[15], al estar integrada por más de 3000 científicos e ingenieros, de más de 75
países, con una estructura socio-científica colosal, un orden de magnitud
superior a las de LEP o el Tevatrón. La competitividad y visibilidad del grupo
suponía un reto, no solo a nivel externo, sino interno dentro de la
colaboración.
Teresa Rodrigo fue elegida como directora de la
“Collaboration Board” de CMS y como miembro del Comité de Política Científica
del CERN, en la época en que CMS y otra colaboración, ATLAS, anunciaron el
descubrimiento del bosón de Higgs, en Julio de 2012 [16], [17]. Otros miembros
del grupo han tenido puestos de responsabilidad en CMS.
Fig.4 El autor, junto al experimento CMS (Foto: Rebeca González).
Nuestras contribuciones científicas
prioritarias, han sido la producción de dibosones WW y WZ (tesis de
Jorge Duarte, dirigida por Iván Vila y Teresa Rodrigo), desintegración del bosón
de Higgs a WW, física del top (tesis de Javier Brochero dirigida por Celso
Martínez y Luca Scodellaro y tesis de Jesús Vizán, dirigida por Javier Cuevas),
o búsquedas de producción de materia oscura (tesis de Nicolo Trevisani,
dirigida por Rocio Vilar y Alicia Calderón y tesis de Cedric G.M. Prieels,
dirigida por Jonatan Piedra y Pablo Martínez, entre otras).
Indudablemente, la aportación científica de mayor
impacto ha sido el descubrimiento del bosón de Higgs, consecuencia de la rotura
espontánea de simetría del modelo estándar electrodébil, formulada teóricamente
por P.W.Higgs y otros, en los años 60.
Actividades
presentes y futuras.
Continuamos acumulando mayor estadística, lo que
permite mayor precisión en los estudios del LHC, y mayor experiencia, hacia
alta luminosidad del LHC.
Además, participamos en experimentos de detección
directa de materia oscura mediante detectores semiconductores de bajo fondo, y
colaboramos con el grupo de astrofísica y cosmología del IFCA. Nuestras
actividades de “hardware” se centran, actualmente, en detectores
semiconductores de silicio de reconstrucción de trazas.
Nuestra prioridad son los estudios de precisión del
bosón de Higgs y búsquedas de materia oscura, alineándonos con la estrategia
europea de física de partículas. Estamos desarrollando proyectos de I+D para
nuevos detectores de las futuras factorías de Higgs, como el colisionador
lineal internacional ILC [18], donde participamos desde 2005, que es extensible
a otras posibles factorías futuras.
Fig.5 Parte de los miembros del ILC en una reunión científica internacional en Santander.
Además, mantenemos una actividad importante de
transferencia y difusión de resultados a todos los niveles [19], [20]. Tanto en
aplicaciones médicas de nuestros sensores en terapia oncológica (de protones en
particular), como con actividades enfocadas a la divulgación científica para
escolares y público en general, con el fin de acercar mutuamente ciencia y
sociedad.
Fig.6 Clases Magistrales de Física de Altas Energías en el IFCA.
Conclusiones.
He resumido la vida del grupo
de altas energías del IFCA, desde su nacimiento, coincidente con mi
adolescencia científica, hasta el presente, 50 años después, en una etapa de
madurez y preparación para retos futuros.
He tratado de mostrar la
importancia de la curiosidad, el esfuerzo y el espíritu crítico, el trabajo en
equipo, la internacionalización, la innovación y el emprendimiento y la ética e
integridad en la investigación científica, transferencia y difusión hacia la
sociedad, transdisciplinariedad e interdisciplinariedad, …
Richard Feynmann fue un ejemplo
de estos valores y su espíritu ha estado muy presente, consciente o inconscientemente,
en los ideales y métodos de los miembros del grupo, por lo que un recuerdo a
sus “Lectures” y otras obras encaja a la perfección aquí.
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