[Sergio Martínez] El lento viaje hacia las partículas aceleradas

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En 2015 el Fondo de Cultura Económica convocó al XIV concurso “La Ciencia para Todos” en el cual participé y gané en la categoría “C” (profesores frente a grupo); mi trabajo abordó algunos comentarios y el uso pedagógico del libro A la hora de comer ¿Qué nos preocupa? Del Dr. Carlos Blanco. Una parte del premio era la oportunidad de asistir como invitado a las instalaciones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), con sede en Ginebra, Suiza.º

Las instalaciones del CERN están situadas en una porción de la frontera entre Suiza y Francia. Sus edificios tienen un aire de austeridad global, los edificios se alinean casi monocromáticos, las cosas en la habitación y el hotel en general tienen un sentido utilitario, las cosas que están ahí lo están por alguna razón que contribuye  a la eficiencia. Las personas que ahí laboran mantienen un orden impresionante; se respira el ambiente diverso, plural, cosmopolita. Algunos pasillos dan cuenta de las líneas de investigación; los premios conseguidos; las personalidades que contribuyen; notas en francés e inglés que invitan a las actividades sociales, deportivas y culturales.

Calle en el interior del CERN; al fondo, vista del monte Jura.

El recorrido por las instalaciones fue coordinado por Solangel Rojas Torres, un joven doctorante sinaloense que radica por temporadas en aquellas latitudes y quien con gran paciencia me explicó la naturaleza del trabajo que ahí se realiza.

El colisionador…

El Gran Colisionador de Hadrones es el mayor acelerador de partículas en el mundo. Mide 27 kilometros de circunferencia y está situado 100 metros bajo tierra. Los experimentos que se realizan consisten en colisiones entre protón-protón o iones de plomo. Básicamente se inyectan haces de protones (o iones plomo) que se aceleran de forma gradual y que se hacen desplazar en sentido contrario uno de otro en tubos al vacío. La aceleración es provocada por una gran cantidad de magnetos que, a la vez que aceleran, alinean y enfocan los haces de partículas. La velocidad que se alcanza es muy cercana a la velocidad de la luz (un 99.99% de esa velocidad). Este sistema requiere un sistema de enfriamiento a base de helio líquido que permite mantener la temperatura a menos de 2 K (menos de dos Kelvin por encima del cero absoluto).

Una vez que se ha alcanzado la velocidad necesaria se coordina un evento de colisión. Los cuales son registrados en puntos específicos del recorrido. En estos puntos se encuentran instalados los detectores necesarios para registrar las partículas producidas. Los puntos de análisis son conocidos como: ATLAS, CMS, LHCb y ALICE.

Vista interior de ALICE

Como productos de la colisión a una velocidad de esta magnitud, se generan partículas (hadrones, muones, electrones, fotones, etc) que son caracterizadas merced a un sistema de detectores específicos. Los resultados han permitido una aproximación a las características de los quarks (Up, Down, Top, Bottom, Charm y Strange) así como de los gluones cuya naturaleza permite la unión de los quarks.

El sistema ALICE (A Large Ion Collider Experiment) es un proyecto donde colaboran investigadores mexicanos; el Dr. Gerardo Herrera Corral del CINVESTAV-IPN y el Dr. Ildefonso León Monzón de la Universidad Autónoma de Sinaloa. La presencia de estos investigadores mexicanos ha abierto puertas para la integración de un número cada vez mayor de estudiantes en el proyecto. Recientemente el equipo consiguió la inclusión de un par de detectores cuya importancia menciona Herrera (2014)

“El sistema consiste en dos detectores colocados en ambos lados del punto de interacción. Los detectores llamados AD pueden medir, paquete por paquete de protones, el ruido que se produce a su paso. Con ellos se pueden medir los niveles de radiación del haz al mismo tiempo que se determina la luminosidad instantánea otorgada por el acelerador al detector. La luminosidad es un parámetro importante que nos dice cuántas colisiones de un cierto tipo por segundo están ocurriendo en el experimento”. 

Bien poco podría aportar novedoso en cuanto a detalles técnicos del proyecto que no hayan sido reportados profusamente en documentos especializados. Además, las explicaciones sobre los Quarks y su interacción mediada por gluones son inferencias teóricas demostradas en estos eventos que, por supuesto, no son apreciables a simple vista.

Sin embargo si, como sucedió conmigo, el tema despierta gran interés; sugiero hacer una búsqueda elemental del tema en internet donde recurrí para ampliar la imagen mental de este proceso y de las partículas generadas durante la colisión.

La historia del colisionador, como de cualquier proyecto de estas dimensiones, ha tenido un sinnúmero de modificaciones a través del tiempo. Parte de los materiales utilizados en la primera parte de este proyecto se encuentran ubicados en las inmediaciones de los edificios como parte de una exhibición permanente. Agregado a ellos un recinto particular lo constituye el museo globo.

Museo Globo

Esta edificación permite adentrarnos en la línea histórica del colisionador; en estas instalaciones se encuentran dispositivos de gran interés como parte de una sala interactiva. Apenas entrar existe un detector de rayos cósmicos que capta este tipo de energía y la amplía para poder identificar su presencia a través de un destello.

Alineadas en vitrinas hay detectores de partículas de distinta naturaleza. Esas placas fueron utilizadas alguna vez en los detectores del colisionador, son piezas de museo de un pasado tan “lejano” como hace 25 años. Y es que si algo queda claro al caminar por estas instalaciones es que el desarrollo tecnológico ni es lento ni detiene su marcha.

En uno de los muchos pasillos encontré algunos datos que refuerzan esta percepción del acelerado desarrollo tecnológico. Se trata del área de cómputo del CERN. Imagina la cantidad de información que se genera cada vez que se lleva a cabo una colisión; cómo procesarla, cómo discriminar la información valiosa de la que no lo es; pues esa es la circunstancia que ha obligado a trabajar de forma incansable para hallar soluciones. En la parte frontal de uno de los centros de análisis de datos se encuentran unas vitrinas con estas “antigüedades”; se exhibe un cassette para almacenar 100 Gb de información, un dispositivo de hace 22 años. ¡Qué antiguo!

En el desarrollo de la investigación se han creado hardware y software que han cambiado la forma en la que se hacen las cosas en el mundo entero. Esta es precisamente la historia de Tim Berners-Lee; quien desarrolló en las instalaciones del CERN el lenguaje que habría de llevar a la creación y uso del HTTP (HiperText Transfer Protocol) y el sistema URL (Uniform Resource Locator). En otras palabras el estableció el uso del WWW en la web como la conocemos. Si hay algo que debe ser mencionado es que a él también se le debe el hecho de que este servicio en internet sea gratuito.

¡Ah, sí! También ganaron el Premio Nobel en Física 2013…

Como la cereza del pastel en la enorme lista de logros encomiables aparece el reciente Premio Nobel de Física (2013) obtenido por François Englert y Peter Higgs.

Peter Higgs predijo hace poco más de 50 años la existencia de la que hoy se ha dado por llamar la partícula de Dios; esta es la explicación de cómo las subpartículas consiguen tener masa. A través del estudio de los resultados en el colisionador se ha demostrado la existencia del Bosón de Higgs. En un pasillo cercano a la biblioteca encontré un poster que explica de forma sucinta este descubrimiento.

Más de cincuenta años después de concebir esta idea Higgs y colaboradores consiguen ver confirmada una teoría tan aventurada que, al principio, produjo rechazo en algunos sectores de físicos teóricos. ¡Vaya que es para sentirse bien!

Este hallazgo es un aporte que permite acercarnos a una comprensión de la forma en que el mundo está construido.

La experiencia del viaje y la perspectiva desde el oficio del profesor…

El horario de clases inicia con un sonido específico. El instrumento sonoro puede ser de muy distinta índole: timbre eléctrico, campana, parlantes con alguna música en particular e incluso, en condiciones de carencia, basta con el choque de dos metales cualesquiera o el grito del maestro o maestra quien expresa que el momento ha llegado. La conclusión de la jornada puede marcarse de la misma forma. Para algunos el tiempo de enseñar-aprender no concluye con sonidos, lugares o rituales. El aprendizaje es permanente.

Ser profesor no es un oficio con horarios. Cuando la jornada termina el profesor va a casa pero sigue pensando, quizá avanzando en el tráfico observa un accidente, al frente del volante un conductor ha salvado la vida gracias a una bolsa de aire instalada en el tablero del auto. Sigue pensando y recuerda que hay algunas esferas navideñas que se inflan de un golpe, el tráfico avanza. ¿Cómo sucede esto? Debo investigarlo. Al final del día encontró la respuesta: Azida de Sodio (NaN3), nitrato de potasio (KNO3) y Dióxido de silicio (SiO2). Lo siguiente es pensar como llevar el tema al aula y mostrarlo de manera interesante para los alumnos. Quizá haya otra forma de representar la reacción con materiales más accesibles o baratos. Hay que seguir pensando.

Lo cierto es que cada cosa que el profesor vive es susceptible de convertirse en tema de clase; es por ello que resulta imprescindible mantener al profesor en contacto con experiencias positivas. Si el profesor vive entre trabajos de madera esa experiencia llegará a los alumnos; si es un apasionado de los autos, o de los pasteles, o de los peces, sus mejores ejemplos, inevitablemente, versarán sobre ello. Esta reflexión la han desarrollado ampliamente autores como Rosa María Torres (1998) quien advierte:

“Los mejores científicos, intelectuales, artistas, escritores, artesanos, deberían ser convidados a unirse al esfuerzo colectivo de preparar a los docentes, no únicamente en los espacios “propios” de la docencia – instituciones de formación, escuelas –, sino en esos otros entornos a los que los docentes rara vez tienen acceso: laboratorios, bibliotecas, museos, galerías de arte, talleres de expresión artística, etc.”

Es sencillo imaginar qué pasaría si a un profesor normalista de ciencias se le permite asistir a un laboratorio de análisis clínicos en una experiencia de una semana; la emoción de hacerse parte del quehacer en laboratorio, tener la libertad de cuestionar, resolver sus dudas, observar al microscopio con la intención del profesional.

Qué sucederá si a un profesor de Historia se le invita a participar en alguna labor de curaduría en un museo; un profesor de Español en la emisión de un programa radiofónico; un docente de Formación Cívica a una sesión en el Congreso del Estado, en fin, las posibilidades son infinitas.

En un análisis de la experiencia de Singapur en terrenos de educación leemos que “La educación en Singapur es una profesión enfocada en la enseñanza, no sólo porque se centra en ayudar a los estudiantes a aprender, sino también porque quienes la practican siempre están aprendiendo” (Reimers, 2016). La experiencia de Singapur tendría que significar algo si en los resultados PISA 2015 obtuvieron los puntajes más altos en todos los rubros evaluados (Ciencia, lectura y habilidades matemáticas) por encima de Finlandia. No es que el instrumento de evaluación sea perfecto, seguramente tendrá montones de fallas discutibles, pero la actitud mostrada para el aprendizaje por parte de sus maestros y los resultados, deberían considerarse.

Por mi parte me declaro muy satisfecho de la experiencia por Ginebra; agradezco al Fondo de Cultura Económica en México que erogó los recursos necesarios y tuvo a bien contactar con tantas personas como fue necesario. Un agradecimiento especial al Dr. Gerardo Herrera Corral por su valiosa gestión para mi presencia en el CERN. Y para todos los que con tanta amabilidad me compartieron de su trabajo en aquellas instalaciones.

La última nota en esta colaboración es una invitación para el profesorado y alumnos en Chiapas, México. Para mantenernos con actitud positiva, con la certeza de que podemos hacer un cambio, quizá pequeño; pero un cambio que sumado a otros igualmente pequeños nos mueva hacia el camino correcto. Siempre hacia adelante.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
  • Herrera G. (2014). El Higgs, el universo líquido y el gran colisionador de hadrones. México: Fondo de Cultura Económica.
  • Reimers, F. y O´donnell, E. (2016). Aprendiendo de Singapur: reflexiones de una visita. En Quince cartas sobre la educación en Singapur (pp. 139 -148). México: Fondo de Cultura Económica.
  • Torres, R. (1998). Nuevo papel docente. ¿Qué modelo de formación y para qué modelo educativo?. Perfiles Educativos, Número 82. México: UNAM.

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Autor: Luis Sergio Martínez Guzmán.
Experiencia laboral:
14 años de servicio como profesor en secundarias generales del subsistema federalizado en el estado de Chiapas.

Químico Farmacobiólogo de profesión egresado de la Universidad Autónoma de Chiapas. Maestría en Docencia por el Instituto de Estudio de Posgrado en Chiapás.
Reconocimientos como escritor en eventos estatales y nacionales, generalmente en el formato de ensayos, aunque también he publicado cuento.
Mantiene materiales en el blog personal educacioncienciayletras.blogspot.com

Correo electrónico: [email protected]

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