Han pasado 13.700 millones de años desde el ‘big bang’, el efímero instante en el que, con un gran estallido, se empezaron a originar los elementos químicos que conforman el universo. Entender con precisión el origen de la materia es una de las tareas más arduas a las que se enfrentan hoy los físicos.
La herramienta más poderosa para lograrlo se encuentra en Suiza, en el Cern, donde científicos de intentan repetir las condiciones del universo primigenio. Y entre el selecto grupo que participa en estos experimentos está el colombiano Ronald García, quien acaba de ganar el prestigioso Premio a la Carrera Científico Joven, del Instituto de Física (IOP), una asociación británica dedicada al fomento de esta disciplina.
García trabaja en el experimento Collinear Resonance Ionization Spectroscopy (Cris). Junto con su equipo, estudia los ‘núcleos mágicos’, núcleos atómicos que se comportan de manera extraordinariamente simple gracias a su proporción de protones y neutrones. Estos núcleos solo se originan tras cataclismos como las explosiones de estrellas o el ‘big bang’.
El área de investigación de este hombre consiste en crear artificialmente esos núcleos durante milésimas de segundo. Algo así como revivir las explosiones estelares por un instante.
Él tiene 30 años, es oriundo de Fresno, Tolima, y lleva dos años en el Cern; obtuvo su título de pregrado en física en la Universidad Nacional de Colombia, una maestría en ciencias físicas de la Universidad Nacional Autónoma de México y un doctorado en física nuclear de la Universidad KU Leuven, en Bélgica.
Su principal contribución ha sido en el desarrollo de técnicas de espectroscopia láser altamente sensitivas y de alta precisión. Sus resultados han establecido nuevos retos para las teorías modernas de física del núcleo atómico.
García, quien ocupa la posición de Cern Research Fellow, en la que hay pocos investigadores no europeos, habló con EL TIEMPO horas después de terminar su último experimento.
¿Qué tienen de mágicos los núcleos que investiga?
Imagine que tiene un montón de fichas de Lego azules y rojas, que son los neutrones y los protones, y las tira al suelo. Uno esperaría que queden desordenadas. Sin embargo, hay ciertas fichas con las que no pasa esto, y, en cambio, al arrojarlas al piso se ordenan ‘mágicamente’. Algo así pasa con los núcleos mágicos. Estos son isótopos de átomos cuyo número atómico, es decir, la cantidad de protones, es de 8, 20, 28, 50, 82 y 126. Nuestra investigación consiste en jugar con los números de protones y neutrones para entender mejor las propiedades ‘mágicas’ de estos núcleos. Para este último experimento trabajamos toda una semana en producir unos cuantos núcleos de indio durante unos segundos. Es un experimento en el que hemos trabajado más de dos años y, afortunadamente, hemos obtenido el resultado esperado.
¿Por qué es importante estudiar estos núcleos?
El hecho de que estos núcleos tengan esos patrones simples hace que podamos entenderlos fácilmente desde la teoría. Si queremos una teoría unificada de la física nuclear, lo mejor es comenzar desde lo más simple, los núcleos mágicos, e ir aumentando el número de partes.
¿Cuál es la utilidad de esto?
Hay dos tendencias de aplicación: una desde el punto de vista experimental y otra desde el teórico. Como físicos experimentales, nuestro reto es desarrollar técnicas ultrasensitivas que nos permitan estudiar núcleo por núcleo. En todos los experimentos usamos láseres de altísima precisión. Es como si pusiéramos un cabello tuyo y un cabello mío en Villeta y pudiéramos medir la diferencia del grosor desde Bogotá. Las técnicas que desarrollamos nos permiten, por ejemplo, saber con precisión de qué elementos está hecho un material, lo cual es de gran importancia para campos como la arqueología y la industria alimentaria.
El trabajo con isótopos radiactivos también ha resultado útil en biología y medicina. Un ejemplo es el tratamiento de cáncer mediante radioterapia. Hace dos años hicimos un experimento en el que aplicamos una técnica similar a la resonancia magnética nuclear, pero detectando radiación, y mostramos que podemos ser millones de veces más sensitivos que la resonancia magnética normal. Y no solo eso, sino que podemos estudiar elementos imposibles de estudiar con otras técnicas, como el cobre, el cual tiene relación con enfermedades como el alzhéimer, el párkinson, el mal de Wilson (que hace que el cuerpo acumule cobre) y otros males que aún no tienen cura.
Los físicos nucleares tuvieron su episodio de infamia en el siglo XX con la bomba atómica. ¿Cree que puede pasar algo parecido, que la ciencia se ponga a disposición de la guerra?
Una de las cosas más excitantes de haber conocido el núcleo atómico fue darnos cuenta de que tiene tanta energía. Entre los objetivos principales de lo que desarrollamos en el Cern está que el conocimiento sea libre y con fines pacíficos, para el bien de la humanidad. Es muy triste que los hallazgos científicos se hayan usado para la guerra. La esperanza es que no pase otra vez, pero ese tipo de cosas son impredecibles y dependen de nuestra moral.
¿Cuál será el siguiente gran hallazgo en su campo?
Uno de los objetivos más grandes es tener una teoría unificada del núcleo atómico. Aunque hay modelos que funcionan para ciertos núcleos, no hay una teoría que lo haga para todos. Por ejemplo, hay uno para oxígeno, con solo 16 protones, pero si lo aplicamos a calcio, con 20 protones, ya no funciona. Entender el núcleo es crucial para entender el origen de los elementos en el universo.
Con una teoría unificada podríamos hacer predicciones exactas de esos elementos, desde los más ligeros hasta los superpesados, los cuales podrían tener muchas aplicaciones en la industria de la energía: aumentando el número de neutrones y protones podremos obtener elementos que no existen en la naturaleza y serían muy poderosos porque cuanto más pesados, se parecerán más al uranio y el torio, usados para plantas nucleares. Con ellos podríamos proveer de electricidad a toda una ciudad a partir de una cantidad muy pequeña de materia.
¿Qué consejo les da a quienes quieren dedicarse a la física nuclear?
Estamos en una época de trabajo duro y disciplina. Ya no estamos en la época del genio que lo sabe todo y cuyo trabajo individual cambia nuestro entendimiento. Las grandes ideas se construyen ahora con el trabajo colectivo. El premio que me dieron no ha sido por un trabajo solo mío, sino por el de un equipo de investigadores con cualidades excepcionales. He tenido la suerte de que los experimentos que he liderado han cautivado el interés de distintos grupos de investigación.
¿Colombia debería apostar por la energía nuclear?
Definitivamente. La energía nuclear ha demostrado ser más limpia, aun cuando hay gente que se opone con base en los pocos accidentes que han ocurrido. Pero si contamos cuántos accidentes se presentan en hidroeléctricas o el daño que le haces al ecosistema no más para construirlas, el impacto de las plantas nucleares es mínimo, incluso teniendo en cuenta los desechos radiactivos, que debemos aprender a manipular y a reutilizar. Hay que seguir invirtiendo en fuentes renovables, pero sin dar la espalda a fuentes de conocimiento como la física nuclear.
NICOLÁS BUSTAMANTE
EL TIEMPO
En Twitter: @nicolasb23