Sonia Fernández-Vidal, la novelista cuántica que divulga y entretiene

Sonia Fernández-Vidal, la novelista cuántica

Ha convertido en protagonistas de sus novelas a todas las partículas elementales de la materia. Gracias esta doctora en Física Cuántica por la UAB, uno puede familiarizarse con los quarks, los fotones y con el bosón de Higgs sin necesidad de ser un experto en física subatómica. E incluso empezar a filosofar con la teleportación de la materia y otras propiedades de la mecánica cuántica, tan alejadas ya de la física clásica.

Libros para todos los públicos, como ‘La puerta de los Tres Cerrojos’ o ‘Quantic Love’ (Editorial Destino)– traducidos a 12 idiomas- le han valido a Sonia Fernández-Vidal para ser considerada como una de las mejores divulgadoras mundiales sobre el extraño comportamiento de las partículas subatómicas.

el futuro acelerador de partículas

En ‘Desayuno con partículas’ (Plaza & Janés) –escrito con el periodista Francesc Miralles-, descubre los secretos del gran colisionandor de hadrones (LHC) del CERN, ubicado entre Francia y Suiza, en cuyo proyecto colaboró Sonia hace 16 años. Y ahora que Europa ha apostado por construir un nuevo acelerador, cuatro veces mayor y diez veces más potente que el actual, le hemos pedido que nos aclare qué va a aportar a la ciencia el gigantesco sustituto del LHC.

Vista aérea de las dimensiones del futuro colisionador circular (FCC).

– El futuro colisionador de partículas del CERN tendrá 100 kilómetros de circunferencia frente a los 27 del actual. Y mucha más potencia. ¿Qué importancia científica tienen estas nuevas dimensiones?

El Futuro Colisionador Circular (FCC) va a permitir llegar a un mayor rango de energía, de 100 teraelectronvoltios (TeV) -equivalentes a un billón de electronvoltios, la unidad de medida de la energía en física de partículas-, en comparación con el actual LHC, que alcanza 14 Tev. Es una escala que va a la inversa: para encontrar partículas cada vez más pequeñas necesitamos ir a niveles de energía cada vez más altos.

– ¿Cómo se consigue esa energía?

Acelerando las partículas con imanes a velocidades cercanas a la de la luz. Al colisionar las partículas es cuando toda esa energía, utilizando la famosa ecuación E=mc2, se transforma en masa, en partículas nuevas, que son las que estudiamos en estos experimentos gracias a distintos detectores.

“buscamos la partícula última e indivisible”

– ¿El objetivo último es llegar a encontrar partículas subatómicas aún más pequeñas que las conocidas?

Efectivamente. La idea es llegar a límites donde todavía no se ha podido explorar. El objetivo de la ciencia siempre es traspasar las fronteras de lo conocido hacia lo desconocido. En nuestro caso, se trata de alcanzar niveles de energía en donde nunca se ha conseguido estar antes.

– ¿Cree que hay un límite, que algún día se llegará a la partícula finalmente indivisible, al átomo del átomo que postuló Demócrito en el siglo IV a.C?

De momento, y según el llamado Modelo Estándar, que es el que sigue la física de partículas actual, los quarks y los electrones serían las últimas “matrioskas”, por usar la metáfora de las famosas muñecas rusas. Pero cada vez que hemos ido a energías más altas, y por tanto indagando en el mundo de lo más pequeño, encontramos otra partícula. Y en cierto modo sí, seguimos buscando ese átomo filosófico, la partícula última e indivisible. Habrá que ver si la naturaleza está dispuesta o no a cumplir con nuestros deseos filosóficos.

– ¿Hacia dónde se encamina la actual Estrategia Europea de Física de Partículas?

La llamada Estrategia Europea no deja de ser una colaboración internacional, con otros países no europeos. Uno de los objetivos del LHC era localizar el bosón de Higgs, y se consiguió en 2012. Fue como encontrar la piedra angular del Modelo Estándar. Ahora con el FCC se pretende ir más allá de este modelo, intentando dar con nuevas partículas y una nueva física, totalmente desconocida.

la ecuación que lo describa todo

– ¿Cuál sería el gran reto?

Quizá uno de los grandes retos de la ciencia hoy en día sea unificar las cuatro fuerzas fundamentales que existen en la naturaleza: la fuerza electromagnética, la gravedad, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. Es decir, la quimera es conseguir una ecuación, una teoría que lo describa absolutamente todo, desde la partícula más pequeña hasta la galaxia más grande. La física de partículas explica tres de estas fuerzas universales, pero no la gravitatoria. La teoría de la relatividad y la cuántica no se llevan bien en este aspecto.

– ¿Y hay ya alguna teoría que apueste por esa unificación?

Una de las candidatas es la llamada teoría de cuerdas. Básicamente, lo que postula es que, en vez de haber partículas subatómicas distintas, como establece el Modelo Estándar, en realidad esas partículas son el resultado de vibraciones de pequeñas cuerdas o filamentos. Como la cuerda de un violín, que sonaría de una forma o de otra según donde pongas el dedo.

– ¿Existen realmente esas cuerdas?

Serían tan diminutas que necesitaríamos rangos de energía muy grandes, incluso más que los del futuro acelerador, para poder validarlas o invalidarlas experimentalmente. De momento, solo es una hipótesis matemática. Sin embargo, sí se pueden dar pasos para saber si el modelo de teoría de cuerdas se va ajustando a la nueva física que surja del FCC. Y no es descartable que, de confirmarse, haya que ir más allá con otro nuevo acelerador.

ahondar en el bosÓn de higgs

– El LHC confirmó la existencia del bosón de Higgs en 2012. ¿Por qué es tan interesante en la investigación la mal llamada ‘partícula de Dios’ respecto a otras partículas?

Higgs y sus colaboradores desarrollaron una teoría para poder explicar por qué unas partículas fundamentales tenían masa y otras no. Ese mecanismo ha quedado verificado con el descubrimiento del bosón de Higgs, pero aún no se conoce en profundidad. El FCC va a permitir ahondar en estos estudios, y nos dará mucha más información para saber, por ejemplo, por qué pesamos lo que pesamos.

– En el territorio cuántico existen unas ‘no reglas’ que rompen con el determinismo causa-efecto de la física clásica, como la teleportación de partículas subatómicas. ¿A dónde nos pueden llevar?

Cuando Thomson descubrió el electrón, le preguntaron qué se podía hacer con él. Dijo que era un paso más en el conocimiento de cómo funciona el universo. Si levantase la cabeza y viera toda la electrónica que se ha desarrollado alrededor de su descubrimiento, volvería a la tumba de un patatús. Intentar predecir los avances tecnológicos es muy complicado. La teleportación cuántica parecía de ciencia ficción, pero ya está demostrada experimentalmente desde 2003. Y es un paso más, como el hecho de saber que miles de millones de neutrinos atraviesan nuestro cuerpo constantemente.

“es más fácil explicárselo a un niño”

– ¿Nos cuesta más entenderlo a los mayores que hemos estudiado la física clásica que a nuestros hijos?

Es más fácil explicárselo a un niño. Y cuanto más pequeño, mejor, porque todavía no tiene tan rígidas las estructuras mentales de cómo funciona el mundo. Es cierto que las leyes que explican la mecánica cuántica son muy antiintuitivas. No podemos ver con nuestros ojos un electrón, y no estamos preparados para comprender fenómenos como que puedan atravesar las paredes, o que estén en dos sitios a la vez. En nuestra evolución no hemos necesitado de esto para sobrevivir como especie y por tanto no hemos desarrollado una intuición al respecto de estos fenómenos, que suceden en unos parámetros tan alejados de nuestra vida ordinaria. Por eso nos cuesta tanto entenderlos.

– ¿Cómo se domina la imprevisibilidad de estos fenómenos para conseguir crear, como ya se ha hecho, un ordenador cuántico?

Al fin y al cabo, aunque la física cuántica es indeterminista, sí que sigue unas leyes muy estrictas. No ha habido un solo experimento que la teoría no haya podido predecir con la mayor de las exactitudes. Son normas del juego extrañas, muy distintas a las conocidas por la gran mayoría, pero si las sigues, funcionan perfectamente.

candidatas a ser particulas de materia oscura

– ¿Cómo se está avanzando en el estudio de la materia oscura, tan desconocida también por la mayoría?

La materia oscura se predijo hace bastantes años. Vera Rubin, una fantástica astrónoma que hubiera merecido el premio Nobel, demostró experimentalmente que todas las estrellas de nuestra galaxia en realidad giran en torno a un eje, como si fuera un tiovivo, todas a la misma velocidad. La única explicación para este comportamiento es que exista una materia oscura –así llamada porque no emite ningún tipo de radiación electromagnética, como la luz- con efectos gravitacionales en la materia visible. En la actualidad, hay varias candidatas a ser partículas de materia oscura. Quizá el futuro acelerador nos ayude a dar con ellas.

– No hay que confundir la materia oscura con la antimateria, la materia visible pero hecha de partículas con la carga eléctrica cambiada de signo. En ‘Desayuno con partículas’ habla de cómo ayuda a destruir tejidos cancerosos de un modo efectivo. ¿Cómo se consigue?

Los famosos PET de las tomografías son bombardeos de positrones. El positrón es una partícula elemental que forma parte de la llamada antimateria. Imaginemos a ‘Alicia a través del espejo’. El positrón sería el reflejo del electrón, su antipartícula, con carga positiva, y sí, se utiliza desde hace años en los hospitales para acabar con ciertos tejidos cancerosos. Cuando materia y antimateria entran en contacto, se aniquilan. Lo cierto es que la antimateria es muy difícil de manipular y de almacenar. No hace mucho hemos sabido que en el CERN se ha conseguido mantener un átomo de antimateria durante unos cuantos minutos y eso es todo un éxito.

más demonio que ángel

– De la antimateria hablaba Dan Brown en ‘Ángeles y demonios’. Usted desmonta en su libro las trampas pseudocientíficas del autor estadounidense. ¿Cree que hace daño a la divulgación de la física cuántica?

No hablaría de daño, porque tampoco pretende hacer ciencia. Lo que sí hay es un doble juego. Puede que cree cierta confusión en el imaginario colectivo pero al mismo tiempo pone de moda la física cuántica. Mucha gente no había oído hablar del CERN hasta que Dan Brown publicó su libro.

un acelerador de partículas en casa

– ¿Cuántos aceleradores de partículas hay actualmente en el mundo?

Desconozco el dato, porque lo cierto es que hay muchísimos. Los más famosos con el LHC del CERN, el DESY alemán, el Fermilab en Estados Unidos y el SLAC, que es un acelerador lineal, también en EE.UU. Y Japón tiene el Super-Kamiokande, que suena a atracción de feria pero es quizá el detector de neutrinos más importantes del mundo. En España, tenemos el Sincrotrón de Bellaterra (Barcelona). Y si nos ponemos muy técnicos, habría que decir que los televisores antiguos, aquellos tan anchos con sus tubos de rayos catódicos, no eran otra cosa que un acelerador de partículas casero.

– ¿Hay colaboración internacional real en física cuántica?

Esta es una de las áreas del conocimiento donde es más fácil que exista una colaboración internacional. La ventaja de centros como el CERN, que tiene 22 países miembros y está oficialmente observado por Naciones Unidas, es que todos sus descubrimientos son completamente abiertos. Por ejemplo, la World Wide Web fue desarrollada por Tim Berners-Lee en 1991 mientras trabajaba en el CERN con el LEP, que era el acelerador anterior al LHC. Todo para que las universidades pudieran compartir y analizar los miles de datos que surgían de aquellas colisiones de protones.

la economía depende de la física cuántica

El primer servidor web

– ¿Qué otros grandes beneficios prácticos nos proporcionan los aceleradores de partículas?

No tanto los aceleradores sino la investigación que se desarrolla gracias a ellos. Mas allá de la WWW, o de los PET de los hospitales, toda la electrónica digital que tenemos hoy en día funciona gracias a la física cuántica, hasta el punto que se puede decir que un tercio de la economía mundial se sostiene gracias a esta disciplina, y nos quedamos cortos.

– ¿Le inspira el futuro ingenio del CERN para escribir una nueva novela?

Estoy ultimando un nuevo libro, pero no está inspirado en el FCC. Es el que completa la trilogía que empecé con ‘La puerta de los tres cerrojos’, y que ha continuado con ‘La senda de las cuatro fuerzas’. Y ya veremos si el futuro acelerador merece una segunda parte del ‘Quantic love’.

– La revista ‘Forbes’ ha incluido a la cantante Rosalía entre las mujeres más influyentes del mundo. Usted fue elegida en 2017 por esa publicación como una de las personas más creativas del planeta. ¿Se considera una Rosalía de la física cuántica en lo que a divulgación se refiere?

(Risas) Digamos que espero que llegue un día en que haya realmente una Rosalía de la ciencia, porque eso significará que ha pasado a ser una mainstream, igual que la música o los deportes.

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Imágenes | Sonia FV / CERN