EL SSC, MÁS CONOCIDO COMO EL DESERTRON

De este polígono abandonado en Texas han surgido los mayores hallazgos del siglo XXI

Los estadounidenses deseaban robar al CERN el descubrimiento del boson de Higgs, pero fracasaron gastando un dineral en el Superconducting Super Collider. ¿Para nada? En absoluto...

Foto: Entrada del SSC en torno a 2008. (Ich weiß es nicht / Wikipedia)
Entrada del SSC en torno a 2008. (Ich weiß es nicht / Wikipedia)

En agosto de 1982, Leon Lederman, director del Fermilab (el equivalente estadounidense al CERN) pronunció una apasionada conferencia en Colorado ante los mejores físicos del país. Había en el aire una guerra entre América y Europa por ser los primeros en descubrir el bosón de Higgs y la administración Reagan, en aquellos primeros años bastante manirrota, había declarado que haría lo que fuese necesario para que el logro fuese norteamericano.

En aquel momento, Lederman —quien posteriormente publicaría su exitoso libro 'La partícula divina: si el Universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?' y ganaría el Nobel de Física en 1988— explicó su visionaria propuesta. Había que cancelar la expansión del propio Fermilab y el desarrollo de nuevo instrumental en el laboratorio de Brookhaven, en definitiva, todos los experimentos en física de partículas, y poner todos los huevos en la misma cesta. Su idea sería crear un acelerador de partículas gigante, tan grande que haría que el CERN suizo pareciese una broma.

Lo bautizó como el Desertron o "la máquina en el desierto", aunque por entonces aún se desconocía que su emplazamiento final sería en Waxahaxie, Texas.

Una de las primeras ilustraciones del complejo del SSC. (US Department of Energy)
Una de las primeras ilustraciones del complejo del SSC. (US Department of Energy)

Iba a ser la máquina más grande construida por el hombre, veinte veces más potente que el Fermilab y sesenta veces más de lo que el CERN era en 1982. Si el anillo que alberga el Gran Colisionador de Hadrones tiene unos 27 kilómetros de circunferencia, el texano tendría casi 90. El complejo científico que más tarde recibió el no menos molón nombre oficial de Superconducting Super Collider (algo así como Super Colisionador Superconductor o SSC) sin duda habría descubierto el bosón de Higgs mucho antes que el CERN y despejado muchas de las otras dudas que planean sobre el Modelo Estándar, pero como bien sabrá el lector, esto nunca ocurrió.

El SSC tendría que haber echado a andar hace ahora 20 años, en 1999, pero fue finalmente cancelado hace 25. Su coste estimado se elevó desde los 3.000 millones de dólares iniciales hasta más de 12.000 millones. Contaban con que Japón sufragaría parte de los costes, pero cuando el presupuesto comenzó a aumentar... ¡Sayonara baby! En cualquier caso, el proyecto sobrevivió a las dos legislaturas de Reagan y a la de George H.W. Bush, pero tras cuadruplicar su coste inicial, la recién llegada administración Clinton —y un Congreso de mayoría republicana— cancelaron el SSC sin pensárselo. Los restos de lo que iba a ser el mayor acelerador de partículas del mundo siguen allí, abandonados entre la maleza.

El Desertron tendría que haber echado a andar hace ahora 20 años, en 1999, pero fue finalmente cancelado hace 25 por Bill Clinton

La mera presencia de este acelerador muerto en mitad de la nada ha inspirado a muchos artistas, entre ellos a Bruce Sterling, uno de los padres del 'cyberpunk' que en 1994 le dedicó un extenso ensayo en 'The Magazine of Fantasy and Science Fiction' donde explicaba la apuesta del Desertron en este memorable párrafo: "A principios del siglo XX, Ernest Rutherford [...] descubrió el núcleo del átomo con solo cinco millones de electronvoltios. El instrumental de laboratorio de Rutherford no era mucho más sofisticado que la cuerda y la cera de sellado. Llegar directamente a los neutrones y protones, sin embargo, requirió mucha más energía: mil millones de electronvoltios y un ciclotrón. Para llegar a los efectos del quark, algunas décadas después, se requirieron diez mil millones de voltios y un sincrotrón. Para hacer que los quarks realmente se pusieran en de pie y bailaran en toda su rareza cuántica requirió cien mil millones de electronvoltios y una máquina que tenía varios kilómetros de ancho. Y para llegar al bosón de Higgs necesitaría al menos diez mil millones de eV, y dado que esta colisión increíblemente poderosa sería un asunto muy lioso, un total de cuarenta mil millones —dos haces de partículas de veinte TeV cada uno chocando de frente— era una apuesta mucho más segura".

¿Puede considerarse todo esto un fracaso? Bueno, sin duda los norteamericanos tuvieron que plantearse en un momento dado qué hacer con un montón de imanes superconductores que no podían servir para ningún otro experimento del mundo excepto el de sus rivales del CERN.

Dos imanes superconductores del SSC, hoy piezas de museo. (Ryan Somna / Flickr)
Dos imanes superconductores del SSC, hoy piezas de museo. (Ryan Somna / Flickr)

Pero desde el punto de vista de la ciencia, la historia del SSC no solo estimuló la búsqueda del bosón de Higgs por parte del resto de países sino que alimentó de personal al LIGO, la colaboración que ha protagonizado el mayor hallazgo científico de este siglo: la detección de las ondas gravitacionales.

"Fue una época muy divertida para la física", dice a El Confidencial Barry Barish, fundador y actual director del LIGO además de premio Nobel de Física en 2017 por descubrir las ondas gravitacionales. Barish estuvo este verano en España para actuar como jurado en los Premios Rei Jaume I. Él vivió todo aquello, la ilusión y el fracaso del Desertron, el éxito del CERN —al que se negó a ir— con el Higgs en 2012 y su propio triunfo al detectar las ondas gravitacionales años después.

Barish, este verano, en Valencia. (Rei Jaume I)
Barish, este verano, en Valencia. (Rei Jaume I)

"El Supercolisionador era como el sueño definitivo para los físicos de partículas en los años ochenta", dice Barish. "En este gremio siempre estamos pensando en cuál es la próxima generación o qué habría que hacer, pero cuando ahora preguntas qué quieres hacer en el futuro algunos te dicen 'una gran máquina en Europa' o 'algo en Japón' o 'en China' y no son ni las mismas máquinas. Pero el Supercolisionador fue, como su propio nombre indica, un sueño convergente".

En aquella época, había una opinión bastante uniforme entre los científicos de que la próxima gran máquina que debía ser construida era un colisionador protón-protón o bien un protón-antiprotón, en cualquier caso, un cacharro con la suficiente energía para producir la partícula de Higgs y poder comprender la ciencia que había más allá del modelo estándar de la física de partículas.

La idea era correcta, el tamaño también, pero quizás era demasiado ambicioso como para no ser cancelado por los políticos

"Hacer un anillo de 87 kilómetros tenía todo el sentido del mundo científicamente, quizás no política o financieramente, pero desde el punto de vista científico sí", afirma Barish. "¿Por qué? Porque quieres asegurarte de que tienes la capacidad para hacer que las cosas sucedan. El problema del CERN es que la máquina ha hecho una cosa buena, el Higgs, pero ahora mismo no tiene la capacidad de ofrecer las pistas para convertir un modelo —que funciona bien— en una teoría".

El LHC fue ubicado en un anillo que estaba diseñado para otro propósito. El Supercolisionador, sin embargo, era lo suficientemente grande para soportar las altas energías requeridas para encontrar lo que estos ambiciosos físicos buscaban.

Un sueño uniforme

La primera duda con el Desertron tuvo que ver con su diseño. ¿Debería servir para colisionar protones con protones o protones con antiprotones? La pregunta no es baladí ya que toda la estructura del complejo dependía de ella. Si querías hacer colisionar dos haces de protones tenías que tener dos anillos con partículas dando vueltas, unas en una dirección y otras en la opuesta, y juntarlas en algún momento para hacerlas chocar. Con un acelerador protón-antiprotón bastaba con un único anillo donde las partículas dieran vueltas, cada una en su dirección, hasta colisionar, subdividirse, crear reacciones, etcétera.

En aquel primer estudio sobre el diseño del acelerador más grande del mundo estaba Barish. "Fue mi primera conexión con el proyecto", recuerda.

Por aquí iba a trascurrir el anillo del Supercolisionador. Imagen de 2011. (nsmithtnz / Flickr)
Por aquí iba a trascurrir el anillo del Supercolisionador. Imagen de 2011. (nsmithtnz / Flickr)

Más allá de su acervo, este físico experimental tiene una visión privilegiada ya que ha logrado estar cerca de todos los grandes hitos científicos de este siglo. Como estudiante universitario en Berkeley, Barish resultó tener un historial bastante único

"Tuve un asesor académico, Owen Chamberlain, que en aquel momento había descubierto el antiprotón y años después ganó el Nobel por ello", recuerda Barish. "Yo entonces ignoraba todo eso, solo era un estudiante al que habían convencido para ir los miércoles al Laboratorio de Radiación del campus". Hoy es más conocido como Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley, pero por aquel entonces era un puñado de edificios en las colinas de esta ciudad californiana. Ni siquiera había autobús para llegar hasta allí y el joven Barish tenía que hacer autostop.

La mayor parte de los miércoles, Chamberlain estaba demasiado ocupado como para enseñarle nada. "Allí normalmente nadie hablaba conmigo, así que un día en el que él no podía verme me adentré en el histórico ciclotrón que tenían allí, más conocido como el 184 pulgadas". Aquel ciclotrón fue conectado por primera vez al acabar la Segunda Guerra Mundial, en 1946, y Ernest O. Lawrence (el que hoy da nombre al complejo de laboratorios) que soñaba con acelerar protones hasta los 100 millones de electronvoltios logró doblar esa cantidad y producir deuterones, un isótopo del hidrógeno compuesto por un neutrón y un protón.

Lawrence y su equipo, frente al ciclotrón de 184 pulgadas. (Berkeley Lab)
Lawrence y su equipo, frente al ciclotrón de 184 pulgadas. (Berkeley Lab)

"Había un pequeño señor mayor que era el que manejaba la máquina", recuerda el Nobel, "él era el único que hablaba conmigo cuando yo era un jovenzuelo, me contaba como operaba todo aquello; así empecé y es como tuve un pie en cada lado, porque habitualmente aquellos que manejan los aceleradores y los físicos que diseñan los experimentos no saben nada los unos de los otros".

Auge y colapso del Desertron

Los casi 3.000 empleados reunidos en Waxahachie, a 40 kilómetros al sur de Dallas, incluían 16 directores de proyecto, 133 científicos en nómina, 56 físicos experimentales, más de 400 ingenieros, por encima de 150 informáticos y expertos en redes, más de un centenar y medio de científicos invitados o investigadores asociados que venían de otros centros y otros países, además de 200 asociados técnicos. Ellos iban a lo suyo, construyendo el acelerador y diseñando los experimentos, dando por hecho que el Supercolisionador vería la luz tarde o temprano.

Al igual que el LHC hay dos experimentos principales (ATLAS y CMS) en el acelerador estadounidense también los había. Barish colideraba uno de ellos. "No estuve involucrado en lo que era el acelerador, nosotros estábamos haciendo la I+D del experimento", explica el físico. "La idea era correcta, y el tamaño también, pero si quizá era demasiado ambicioso como para no ser cancelado por los políticos es otra pregunta".

No descubrieron el bosón de Higgs, pero alguna carrera de sillas sí que cayó. (nsmithtnz / Flickr)
No descubrieron el bosón de Higgs, pero alguna carrera de sillas sí que cayó. (nsmithtnz / Flickr)

Hubo detalles que pudieron hacerse mejor por parte de la dirección del SSC y hubo detalles ante los que no pudieron hacer nada. Entre los primeros estuvo la gestión del primer director del colisionador, Roy F. Schwitters. "Muchos de mis colegas le criticaron mucho, él no fue capaz de manejar bien esas críticas y en 1994 cuando un nuevo Congreso entró con mayoría republicana dijeron que había que hacer recortes y que fueran visibles", dice el Nobel. "Había que terminar o con la Estación Espacial Internacional o con el SSC".

Y la Estación Espacial sigue ahí arriba...

Aspecto de las instalaciones del Supercolisionador en 2011. (nsmithtnz / Flickr)
Aspecto de las instalaciones del Supercolisionador en 2011. (nsmithtnz / Flickr)

Barish cree que quizá si Lederman hubiese dirigido el proyecto, todo habría salido de otra manera. Pero había algo que ninguno allí podía controlar. La desintegración de la URSS en 1989 le quitó todo el sentido a aquella carrera científica por la física de partículas del futuro. Sin un temible competidor y con la recesión de principios de los noventa, el proyecto del Supercolisionador fue cancelado. Se habían gastado 2.000 millones de dólares y de aquello solo quedó un fantasmagórico complejo de edificios con un túnel donde el agua comenzaba poco a poco a filtrarse.

El vicepresidente Bush discute el SSC en su despacho. (Universidad de Texas)
El vicepresidente Bush discute el SSC en su despacho. (Universidad de Texas)

"Por supuesto, cuando el acelerador se canceló ya no había sitio donde ubicar el detector", dice Barish. "Muchos de mis colegas se fueron al CERN, yo no quería hacer eso así que me quedé en Caltech".

El LHC comenzó a construirse en 1997. Muchos físicos e ingenieros estadounidenses fueron los encargados de diseñar y construir los imanes o sistemas criogénicos del acelerador suizo. Desde luego, tenían experiencia. Cuando los responsables del CERN anunciaron en 2012 la detección de algo compatible con el bosón de Higgs, ya habían pasado por allí unos 1.700 científicos norteamericanos, que representaban el 20% de la colaboración ATLAS y el 30% de la CMS, las dos responsables del hallazgo.

Del Desertron al LIGO

Cuando el sueño del Desertron murió, en octubre de 1993, Barish se negó a unirse a sus compañeros en la búsqueda del Higgs en Suiza. Él tenía la mente en otro proyecto que comenzó tres meses más tarde, en enero de 1994. La construcción de un Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (acrónimo de LIGO) era en aquel momento una absoluta quimera. O no tanto la construcción, pero sí la certeza de que fuese a servir para algo.

"LIGO era más romántico y un sueño", recuerda. "Esa combinación, el potencial científico era fantástico, las técnicas eran un reto muy interesante, los colegas con los que trabajaba... no fue una decisión difícil, sencillamente no quería irme a Europa".

Barry Barish, Rainer Weiss y Kip Thorne, los tres impulsores del LIGO. (José Luis Cereijido / EFE)
Barry Barish, Rainer Weiss y Kip Thorne, los tres impulsores del LIGO. (José Luis Cereijido / EFE)

Pero aquel sueño tenía que construirse con algo, y ahí es donde el fracaso del Supercolisionador entra en juego: "Lo que heredé del SSC no fue equipamiento, apenas un puñado de sillas, pero sobre todo personal humano que resultó ser fantásticamente talentoso y que de repente estaba disponible, todos contribuyeron muchísimo a lo que hicimos en LIGO", dice Barish. "Contraté a 40 o 50 personas los primeros seis meses y aproximadamente la mitad venían del SSC: el equipo de sistemas de control, el director del proyecto... sí, fui beneficiario del colapso del Supercolisionador, si hubiera salido adelante yo nunca habría hecho LIGO, es verdad".

Cuando entre 2015 y 2016 se hizo pública la primera detección de ondas gravitacionales todo cobró sentido. El premio no estuvo al provocar una colisión de protones, como pretendía hacer el SSC, sino al detectar la colisión de dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz.

Hay muchas formas de encontrar respuestas a preguntas como por qué la materia se impuso a la antimateria en los inicios del cosmos. Algunas requieren mirar a lo más pequeño, en un acelerador de partículas, y otras a lo más grande, con un interferómetro que construya un telescopio 'virtual' del tamaño de la Tierra y nos ayude a descifrar ese nuevo misterio que son las ondas gravitacionales.

He empezado a trabajar con inteligencia artificial y 'machine learning' para encontrar nuevas fuentes de ondas gravitacionales

"Hay otras fuentes de ondas gravitacionales, de momento hemos visto dos agujeros negros y dos estrellas de neutrones, pero aún no hemos visto a un agujero negro y una estrella de neutrones, por varios motivos como que tienen dinámicas diferentes: quizá lo hayamos hecho ahora, pero aún no lo sabemos", añade Barish. Hace unos días, El País contaba que dos observatorios de ondas gravitacionales creen también haber detectado este nuevo fenómeno cósmico que avanzaba el Nobel.

Y en el futuro, estas fuentes crecerán a buen seguro. "En nuestra propia galaxia tenemos radio púlsares, que es básicamente como una estrella de neutrones que gira y, aunque no sea totalmente simétrica, también emite ondas gravitacionales", abunda. "Personalmente, he empezado a trabajar con una técnica nueva que es usar inteligencia artificial y 'machine learning' para encontrar nuevas fuentes de ondas gravitacionales usando 'software' de reconocimiento facial para observar las señales".

Uno de los agujeros que se excavaron para alojar el túnel del SSC. (Fermilab)
Uno de los agujeros que se excavaron para alojar el túnel del SSC. (Fermilab)

"Aún no hemos llegado, pero le muestra hacia dónde vamos", dice Barish. El futuro aguarda nuevos éxitos para la física y todos ellos nacieron de ese mismo fracaso que fue el Supercolisionador Superconductor. Hoy el complejo, tras haber sido adquirido por la empresa química Magnablend, aloja a 97 personas que se dedican a producir productos para el tratamiento y refinado del petróleo.

En 'La partícula divina', Lederman compone una versión coñera de los textos bíblicos llamada 'El Muy Nuevo Testamento'. Decía así:

"Y sucedió, mientras viajaban desde el Este, que encontraron una llanura en la tierra de Waxahachie, y se asentaron allí. Y se dijeron los unos a los otros: 'Vayamos, construyamos un colisionador gigante cuyas colisiones puedan remontarse al principio de los tiempos'. Y tenían imanes superconductores imanes para acelerarlos, y protones tenían para colisionarlos. Y el Señor bajó para ver el acelerador, que los hijos de los hombres construyeron. Y el Señor dijo: 'He aquí que la gente está desconfundiendo mi confusión'. Y el Señor suspiró y dijo: 'Vayamos allí, bajemos y démosles la partícula de Dios para que puedan ver cuán hermoso es el Universo que he construido".

Y así sucedió hermanos y hermanas, solo que en Ginebra, Suiza.

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