VOCACIÓN POR LA CIENCIA

En la siguiente entrevista, el físico peruano Piermaria Oddone -directos de Fermilab- habla de cómo se interesó por la ciencia y del trabajo que realiza actualmente en Fermilab. La enseñanza que se puede extraer de la entrevista es la importancia que tiene la formación básica para la elección de la vocación en los jóvenes. Por tal motivo, la educación básica debe ser mejorada y fortalecida en ese sentido.

Oddone, físico de selección

El Doctor Piermaria Oddone, físico peruano, director de Fermilab, el más grande laboratorio nuclear de Estados Unidos, fue elegido Embajador Científico-Tecnológico del Perú por la Red Internacional de Ciencia y Tecnología. Antes de recibir el reconocimiento otorgó la siguiente entrevista a su colega y colaborador de esta publicación (El Editor).

Entrevista: Físico nuclear Modesto Montoya.

Doctor Oddone, ¿cómo descubrió su vocación por la ciencia?, ¿tuvo usted un familiar científico o un profesor que generó esa vocación?
No tuve ningún pariente científico. Pero dos de mis profesores del colegio me ayudaron. En realidad yo estudiaba mucho y me gustaban más la matemática y la física, donde no tenía que memorizar mucho, pero sí entender los principios de los cuales uno podía derivar todo. El profesor de física del Pestalozzi, doctor Tomasini, fue un pedagogo buenísimo; fue él quien despertó mi interés por la física. El profesor de matemática, profesor Borsos, siempre me sacaba a la pizarra mientras controlaba la disciplina desde el fondo del salón.

¿En su colegio realizaba algún tipo de experimento?
En esa época se aprendía más por libros que por experimentos en laboratorio. Creo que hoy es diferente, hay más recursos. Es muy importante aprender haciendo experimentos para entender los límites de las mediciones, tanto por los errores que vienen de la estadística como por los errores sistemáticos.

¿Cómo es que decidió partir a Estados Unidos?
Cuando comuniqué a mis padres mi deseo de ser físico, se sorprendieron. ¿Qué es eso?, dijeron. Mi padre de dijo ve a la UNI, estudia ingeniería primero y luego te vas a Estados Unidos para quizás estudiar física. Mi madre, más decidida, dijo que mejor fuera a Estados Unidos a estudiar física desde el comienzo. Así, luego de dar los exámenes y haber sido aceptado por varias universidades, me fui al Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT).

Influencias familiares
Sabemos que su madre influenció mucho en sus decisiones.
Bueno, ella leía muchísimo, en varios idiomas. Se dedicó a muchas obras sociales. Aprendió lenguaje Braille para los ciegos. Traducía libros para ellos. Trabajó para la Agencia de Beneficencia Italiana. Era intelectual, muy estudiada, muy al corriente con los nuevos libros y la literatura.

¿Y su padre?
Él también sabía varios idiomas, muy serio. Su origen es modesto, agricultor. Luego trabajó para la banca italiana y fue enviado a Lima, al Banco Italiano de Crédito, que buscaba gente joven. Ya estaba en amores con mi madre que se quedó en Europa y le enviaba cartas todos los días. Ella recibía paquetes de 30 cartas al mes cuando llegaba el buque de vapor. Luego la convenció para venir al Perú. Mi padre la esperó con el cura al pie del buque.

¿Y en qué momento se decidió por la física?
Fue en dos etapas. Primero me decidí por la física cuando estaba todavía en el Pestalozzi; luego decidí por la especialidad de partículas cuando estaba de estudiante en MIT. Cuando estaba en el Pestalozzi leía revistas y periódicos y estaba atento a los descubrimientos que se hacían, en ese entonces, principalmente en los Estados Unidos. Leía El Comercio, que tenía un interés especial en la ciencia con la influencia del Doctor Francisco Miró Quesada. Me interesaba mucho la física nuclear, que prometía muchas aplicaciones.

¿Y por la física de partículas?
El interés por las partículas elementales surgió durante los estudios universitarios, con los profesores del MIT. Después de mi primer año en MIT, durante el primer verano libre, fui con uno de mis profesores al laboratorio de Chacaltaya, en Bolivia, que queda a más de 5 000 metros de altura. Allí instalamos detectores y computadoras –equipos muy primitivos comparados con los de hoy–. Estudiábamos los rayos cósmicos, es particular los que se llaman “extensive air showers”, provenientes de un rayo cósmico de alta energía que colisiona con la atmósfera y produce miles de partículas secundarias. Ese verano en Chacaltaya cimentó mi interés en la física de partículas.
Tiempos de confusión
En esa época la producción de tantas partículas generaba confusión... y no se sabía de qué estaba hecho lo que existe en el universo...
Efectivamente, había muchas partículas y no se entendía mucho. En los años 60 se llegó a elaborar un esquema en que estas partículas aparecían como conformadas por tres familias de quarks y leptones. Un modelo muy simple que explicaba todo lo que pasaba. Estábamos muy entretenidos porque cada día se descubría una nueva partícula, y uno le ponía el nombre que quería. En cambio, ahora ya todo está sistematizado, cada partícula depende de qué quark tiene adentro y ya el nombre está fichado.

Pero siguen buscando partículas...
Nos faltan algunas cruciales para el entendimiento de todo lo que está sucediendo. Son partículas fundamentales, muy masivas, que no están hechas ni de quarks ni de leptones. Se busca la famosa partícula de Higgs, la que según la teoría da lugar a la masa... En realidad, es solo un modelo, muy elegante, según el cual un campo daría masa a las partículas que no tienen estructura interna. La masa de las otras viene del movimiento de las partículas que las componen.

¿Qué es un mesón B, que se ha dedicado a investigar?
Hay varios mesones B. Los mesones B se distinguen porque tienen un “bottom” quark o quark de fondo. Los mesones B que estudiamos tienen dos quarks adentro, una pertenece a la tercera generación, el quark de fondo o “bottom” quark, y el otro, sea a la primera o segunda generación. La teoría de las partículas que llamamos el Standard Model, nos indicó que era el lugar más propicio para estudiar la asimetría entre la materia y la antimateria. Si bien descubrimos la asimetría en la transformación de los mesones B y sus antimesones, esta simetría no es suficiente para explicar que el mundo está hecho de materia solamente y no de un mezcla de materia y antimateria. Esos estudios, sin embargo, llevaron a mediciones muy precisas que completaron el modelo de los quarks y llevaron al premio Nobel el año pasado [2009] a Kobayashi y Maskawa, por haber propuesto teóricamente en los setenta que deberían haber tres generaciones de quarks, cuando sólo se conocía una generación y media.

¿Qué habría pasado con el universo si no hubiera habido esa asimetría materia-antimateria?
No estaríamos aquí. Después del Big Bang hubiéramos tenido tanto materia como antimateria y se hubieran aniquilado. En este momento no existiríamos; el universo sería solamente una mezcla de fotones, neutrinos y materia oscura.

Buscando la partícula de Dios
Usted dirige el Fermilab. ¿Cuál es el mayor desafío que tiene este gran laboratorio?
En este momento es el descubrimiento de la partícula Higgs. Esta postulada como la partícula que genera las masas de las partículas elementales, aquellas que no tienen estructura interna. Esas son partículas como, por ejemplo, los quarks. El Standard Model les daría a esas partículas elementales cero masa. Es una parte incompleta del Standard Model y estamos en carrera con el laboratorio nuevo de Ginebra, Suiza, para descubrir el boson Higgs y completar el Modelo. La máquina en Suiza tendrá mucha más energía que nuestro Tevatron. Así que tenemos tiempo muy limitado.

¿Cómo se está llevando a cabo la colaboración del Fermilab con el Perú en el campo de la física de partículas?
Nuestro campo es muy internacional. La UNI tiene un grupo que participa en un experimento importante con neutrinos en Fermilab. En el mismo experimento también colabora un grupo de la Universidad Católica. Fermilab da la bienvenida a muchos institutos que vienen de todo el mundo. No sólo participan, sino que contribuyen con sus recursos físicos e intelectuales a los descubrimientos de física. Es un campo muy lindo desde el punto de vista internacional. Físicos de países que no se llevan bien en el mundo trabajan juntos y resuelven problemas juntos. Nosotros, en Fermilab, colaboramos en aceleradores y detectores en Europa, como los europeos lo han hecho desde hace muchos años en Fermilab. Nada es más importante para el desarrollo, sea de los EE. UU. o del Perú, que el desarrollo de la ciencia y de una población hábil en ciencias y tecnología. El énfasis en el estudio y desarrollo de la ciencia no sólo permite descubrimientos que amplían nuestros horizontes, sino también crea aplicaciones prácticas, y aún en forma más importante prepara a la juventud para resolver grandes problemas técnicos en su futuro, en grandes equipos de colaboración.

Muchos piensan que las ciencias básicas requieren de inversiones gigantescas sin consecuencia práctica. ¿Qué reflexión le genera esta idea?
La historia nos dice lo contrario. Conforme se empujan adelante los límites del conocimiento, los países que participan en ello desarrollan aplicaciones prácticas y el personal capacitado para resolver problemas técnicos en cualquier campo. Conforme se atacan problemas complejos, se desarrolla tecnología para resolver los problemas científicos y técnicos que luego hallan aplicaciones en la industria y la economía. Estas aplicaciones son en aceleradores, detectores, computación y el desarrollo de otras ciencias. Recuerden que los físicos, tratando de unir colaboraciones gigantescas, fueron los que establecieron la World-Wide-Web –sin los físicos de partículas no estaríamos usando www todo tiempo–. Así también se hicieron las aplicaciones médicas de los aceleradores –muchísimos tratamientos en el mundo que salvan vidas–. Hay miles de aceleradores en la industria que se utilizan para tratamiento y manufactura de materiales. Las máquinas que los físicos desarrollan para estudiar partículas hoy se utilizan como fuentes intensísimas de rayos X y de neutrones para los estudios aplicados de la biología, de la química y la ciencia de materias.


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Glosario de términos

Partículas elementales. Son elementos base de la materia. Originalmente el término se usó para toda partícula subatómica como los protones, neutrones, electrones. Sólo a partir de los años 70 quedó claro que protones y neutrones son partículas compuestas de otras más simples. Hoy el nombre partícula elemental se usa para las partículas que no están formadas por otras más simples en interacción.

Física nuclear. Rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos. La física nuclear es conocida por el aprovechamiento de la energía en centrales nucleares y por el desarrollo de armas, tanto de fisión como de fusión. Se define la física nuclear como la rama de la física que estudia la estructura fundamental de la materia y las interacciones entre las partículas subatómicas.

Extensive air showers (Extensa lluvia de aire). Una ducha al aire es una extensa caída (muchos kilómetros de ancho) en cascada de partículas ionizadas con radiación. Se produce cuando un rayo cósmico primario (es decir extra-terrestre) entra en la atmósfera. La cascada significa que la partícula incidente, que podría ser un protón, núcleo, electrón o positrón, choca contra un átomo en el aire para producir muchos iones de energía, que a su vez crean otros y así sucesivamente.

Quarks. Son los constituyentes fundamentales de la materia y las partículas más pequeñas que el hombre ha logrado identificar. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar protones y neutrones. Los quarks son las únicas partículas que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales.

Leptones. Son partículas consideradas básicas en la nueva tabla de partículas elementales. Históricamente jugaron un papel muy importante en la construcción del llamado Modelo Estándar de las Partículas Elementales y actualmente existe evidencia que está abriendo camino en el futuro de la Física de Altas Energías.

Partícula de Higgs. Partícula hipotética, masiva, cuya existencia es propuesto por el modelo estándar de la física de partículas. Es la única que no ha sido observada hasta el momento, pero desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales. Si la partícula de Higgs existe, tendría un enorme efecto en la física y el mundo de hoy. Hay que mencionar que en algunos artículos populares se le define como la “partícula de Dios” o “partícula divina”, a raíz del título de un libro no científico escrito por Leon Lederman, laureado con el Nobel en 1988.

En la película “Solaris”, de Andréi Tarkovski, basándose en la novela homónima del polaco Stanislaw Lem, se especula que los “visitantes” puedan estar formados por bosones de Higgs manipulados por alienígenas, lo que explicaría su capacidad de transmutación, tele-transporte y replicación. La capacidad de trascender la mortalidad humana, más patente en el film protagonizado por George Clooney y Natascha McElhone, podría estar asociada con la denominación de estos bosones como “partículas de Dios”.

Mesones B. Los mesones son partículas quark, es decir, partículas integrantes de partículas subatómicas, como los electrones, protones y neutrones. Están en el medio de la escala de la conformación de la materia.

Antimateria. Teorías científicas aceptadas afirman que en el origen del universo existían materia y antimateria en iguales proporciones. Pero la materia y la antimateria se aniquilan mutuamente, dando como resultado energía pura, y el universo que observamos está compuesto únicamente por materia. Se desconoce los motivos por los que no se ha encontrado antimateria en el universo. En física, el proceso por el que la cantidad de materia superó la de antimateria se denomina Bariogénesis.

Big Bang. Curiosamente, fue el astrofísico inglés Fred Hoyle, uno de los detractores de esta teoría y uno de los principales defensores de la teoría del estado estacionario, quien dijo, en mofa, durante una discusión en la BBC, en 1949, que el modelo descrito era sólo un big bang (gran explosión). No obstante, hay que tener en cuenta que en el inicio del Universo ni hubo explosión ni fue grande, pues en rigor surgió de una “singularidad” infinitamente pequeña, seguida de la expansión del propio espacio. En cosmología física, la teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y su desarrollo posterior a partir de una singularidad espacio-temporal.

Aceleradores de partículas. Instrumentos que usan campos electromagnéticos para acelerar las partículas cargadas eléctricamente hasta alcanzar velocidades (y por tanto energías) muy altas, pudiendo ser cercanas a las de la luz. Un acelerador puede ser desde un tubo de rayos catódicos ordinario, de los que forman parte los televisores domésticos comunes o de los monitores de los ordenadores, hasta grandes instrumentos que permiten explorar el mundo de lo infinitamente pequeño, en búsqueda de los elementos fundamentales de la materia.
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Tomado de Vocaciones (suplemento de
La Primera), Año 2, Nº 9, enero de 2010.