Invertir en recerca sobre física de partícules és rendible?

Quan el ministre d’Economia va preguntar a Michael Faraday, l’any 1850, quina utilitat pràctica tenia l’electricitat, tot i que el prestigiós físic anglès en tenia alguna idea, li va respondre: “Senyor, un dia servirà per recaptar impostos”. Potser encara no es pot trobar una aplicació pràctica al descobriment del bosó de Higgs, però fer recerca bàsica sobre física de partícules -com la que es duu a terme al Large Hadron Collider (el Gran Col·lisionador d’Hadrons o LHC, ubicat al CERN, a Suïssa)- no solament serveix per explicar per què l’univers és d’aquesta manera i no d’una altra, sinó que és altament rendible i es tradueix en aplicacions pràctiques en camps com ara la salut, les TIC i el medi ambient: vegem-ne uns quants exemples.

Gran Col·lisionador d’Hadrons o LHC. Imatge: CERN.

El cost aproximat d’una gran infraestructura com ara l’LHC és molt elevat i l’ordre de magnitud és de milers de milions d’euros. Aquesta xifra, però, encara està per sota del que costa un portaavions, un submarí nuclear o una altra gran infraestructura de recerca: l’Estació Espacial Internacional (ISS).

La pregunta és: després d’aquesta inversió, quin retorn n’obtindrem? Cal tenir present que mentre es construïa el gran col·lisionador d’hadrons s’han hagut de desenvolupar múltiples tecnologies vinculades a àmbits com ara (i entre d’altres): superconductivitat, computació, criogènia, telecomunicacions, nous materials, enginyeria civil i microelectrònica. El desenvolupament d’aquestes tecnologies té una repercussió evident sobre altres camps del coneixement, així com un gran impacte sobre la societat. Destaquem-ne alguns exemples:

Salut

• Arreu del món, hi ha més de 10.000 acceleradors instal·lats a hospitals  que fan servir tecnologia desenvolupada gràcies a la física de partícules

• La teràpia d’hadrons, que empra protons o ions de carboni en comptes de fotons, ha mostrat resultats molt esperançadors en el tractament de determinats tipus de càncer.

• L’antimatèria també és un camp amb moltes possibilitats de ser aplicat a l’àmbit de la salut. Ho demostra l’Antiproton Cell Experiment (ACE) del CERN, que estudia l’ús dels antiprotons per destruir alguns tumors.

• La millora de les eines que proporcionen imatges per al diagnòstic també és un dels objectius de la física de partícules. Com a mostra podem esmentar el projecte Medipix, on col·labora un centre de recerca català, l’Institut de Física d’altes Energies (IFAE).

Medi ambient

• Una de les aplicacions de la producció de feixos de neutrons és el reciclatge de residus nuclears mitjançant la transmutació del combustible, cosa que permet que residus altament radioactius esdevinguin segurs. Els físics del projecte n_TOF del CERN treballen per assolir aquesta finalitat.

• Les tecnologies de buit desenvolupades per al Gran Col·lisionador d’hadrons serveixen per a desenvolupar panells solars més eficients (vegeu imatge inferior).

Els panells solars de l’aeroport de Ginebra utilitzen una tecnologia desenvolupada al CERN.

TIC

• El CERN va ser l’indret on va néixer el concepte de web a principis dels noranta, ja que s’hi va desenvolupar el protocol http per facilitar la transmissió de dades entre el personal investigador. El World Wide Web (WWW) ha revolucionat els mecanismes que ens permeten transmetre la informació i accedir al coneixement, i el seu impacte sociològic és inqüestionable.

• Com es poden analitzar el grans volums de dades que proporcionen els detectors després de les nombrosíssimes col·lisions dels feixos de protons? Mitjançant la distribució de les dades enregistrades a més d’un centenar de centres de càlcul d’arreu del món, que utilitzaran la tecnologia GRID, la qual permet l’accés a les dades i la utilització de milers d’ordinadors de manera coordinada mitjançant la compartició de capacitat de càlcul. Aquesta tecnologia serà molt profitosa per als centres de recerca que hagin d’analitzar grans volums de dades (big data), com ara centres vinculats a les ciències de la vida (genòmica, proteòmica) i a la meteorologia (clima).

 Conclusions

Podeu consultar més informació sobre aquestes i moltes altres aplicacions pràctiques de la recerca en física de partícules en aquest document, que va ser presentat pel CERN a Brussel·les, el passat mes de maig, als ministres de ciència i tecnologia de la Unió Europea. En aquest marc també es va aprovar l’Estratègia europea per a la física de partícules, una excel·lent notícia per als que pensem que sumant, multipliquem, quan els països uneixen esforços en l’àmbit de la cooperació científica. De fet, un dels millors exemples de cooperació científica internacional el trobem a l’LHC, on treballen plegades durant anys més de 10.000 persones de l’àmbit de les ciències físiques i les enginyeries que pertanyen a més de 100 nacionalitats. Si bé la cooperació és una activitat que cal estimular com a humans, en el camp de la ciència, actualment (i més que mai), aquesta actitud és indispensable.

Altres articles relacionats publicats al blog Des de la Mediterrània

• Derbi japonès per la seu del Col·lisionador Lineal Internacional
• Un estiu “calent” per a la física de partícules
• “Higgs i hashtags”: una versió quàntica de Dostoievski
• L’experiment LHCb referma el model estàndard de física de partícules (de moment!)

Xavier Lasauca i Cisa
Bloc L’ase quàntic