Investigadores del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN), de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), y de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) realizaron recientemente el ALICE Master Class en el cual participaron 130 estudiantes mexicanos.

En entrevista, el doctor Antonio Ortiz, investigador del ICN y organizador de este evento, indicó que esta actividad se realiza de forma anual en 220 centros de investigación de 55 países y en su conjunto participan más de 13 mil estudiantes de todo el mundo.

Resaltó que el objetivo es difundir las actividades de investigación de los grandes experimentos como las del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y con ello fomentar la vocación para tener más científicos.

Esto es importante si consideramos que actualmente en el país solo hay un investigador por cada mil personas de la población económicamente activa (PEA), mientras que en naciones como Finlandia o Corea del Sur hay 16 y 12 científicos, respectivamente, de acuerdo con datos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) reportados en CTIndicadores.

Para poder contrarrestar esta situación, se debe fomentar la apropiación social del conocimiento, para introducir las perspectivas desde la ciencia en la vida cotidiana e impulsar la vocación de los niños y jóvenes. Las ALICE Masterclasses son un buen ejemplo de estos esfuerzos.

Las ALICE Masterclasses están dirigidas a estudiantes del nivel medio superior, ya que se encuentran en un momento crucial para la decisión de la carrera que estudiarán: “Muchos han pensado en hacer una carrera científica, pero no saben exactamente qué hace un investigador. El evento MasterClass es una oportunidad para que los y las estudiantes sean científicos por un día”.

En la inauguración de la ALICE Masterclass 2022, la doctora Pilar Carreón, directora del ICN, destacó que esta actividad es una experiencia integral, pues como pudo constatarse durante los dos días de actividad, en esta emisión investigadores de México y de otras partes del mundo dictaron conferencias sobre física de partículas, aceleradores y detectores. Además las y los jóvenes participantes tuvieron acceso a datos del experimento ALICE para que pudieran analizarlos y posteriormente, en un “mini congreso” discutieron los resultados, tal y como lo hacen los científicos.

La Dra. Carreón también festejó que en esta edición hubiera mayor participación de mujeres “que están convencidas de que la ciencia no tiene género y que podemos dedicarnos de manera libre a las carreras que más nos apasionan”.

La Masterclass arrancó con una charla del doctor Gilberto Tetlalmatzi, de la Universidad de Siegen, en la que dio una breve, pero contundente introducción a la física de partículas. En ella abordó los términos básicos para comprender qué hacen los científicos y científicas en el LHC y por qué es importante.

Por ejemplo, explicó que el átomo está conformado por núcleos orbitados por electrones. Los núcleos, a su vez, están compuestos por protones y neutrones; ambos se forman de quarks unidos entre sí por gluones, manifestaciones de la fuerza denominada fuerte.

Asimismo, explicó que hay varios tipos de quarks que se distinguen entre ellos por tener algunas propiedades diferentes (como su masa); de hecho, estos quarks están agrupados en una especie de “tabla periódica” de la física, y forman parte de lo que se conoce en la física como el Modelo Estándar: “A los diferentes tipos de quarks se les llama sabores (aunque no tienen nada que ver con el sentido del gusto), y tienen los siguientes nombres: arriba (u), abajo (d), extraño (s), encanto (c), fondo (b) y cima (t)”.

Pero ¿qué son los quarks y los gluones y por qué son tan importantes para estudiar la física de partículas? El doctor Andreas Morsch, investigador del CERN, explicó que microsegundos después del Big Bang, que dio origen al universo, la materia primordial pasó a un estado conocido como plasma de quarks y gluones (QGP).

Este plasma es una mezcla tan densa y caliente que una pequeña muestra del tamaño de la cabeza de un alfiler pesaría tanto como la Gran Pirámide de Egipto y su temperatura sería 100 mil veces mayor a la del Sol.

El plasma de quarks y gluones solo existió unas fracciones de segundos, ya que después se enfrió lo suficiente como para formar los protones y neutrones que conforman a los átomos, los cuales a su vez forman todo lo que nos rodea.

Actualmente, el plasma de quarks y gluones aún es un misterio para los científicos, ya que solo puede ser estudiado en el laboratorio, donde se lleva a la materia a condiciones de alta densidad de energía.

El doctor Guy Paic, investigador del ICN y organizador de este evento, destacó que hay mucho que investigar en física de partículas porque hay cosas que el Modelo Estándar no explica: “El Modelo Estándar no tiene un candidato para la materia oscura, no explica el origen de la materia en el universo, no tiene un mecanismo satisfactorio para generar la masa y no explica la jerarquía de la masa de las partículas”.

Además, el Modelo Estándar no tiene una explicación satisfactoria para la inflación cosmológica, la cual ocurrió unos picosegundos después del Big Bang que dio origen al universo. Aunado a lo anterior, en este modelo la gravedad no está incorporada de una manera satisfactoria, y por ello, no logra explicar cabalmente ni la materia oscura, ni la energía oscura.

Por ello, el doctor Guy Paic invitó a los jóvenes a estudiar una carrera científica, en especial la física de partículas, porque en está área siempre tendrán mucho trabajo, ya que aún hay muchos misterios por descubrir.

Un momento emocionante de este ALICE Master Class fue la visita virtual al laboratorio de detectores del ICN, ya que en ésta los jóvenes pudieron ver funcionando unos detectores de rayos cósmicos.

Además, los estudiantes conocieron cómo es que los investigadores de la UNAM diseñaron y desarrollaron estos detectores, a qué retos se enfrentaron y cómo los superaron.

Asimismo los jóvenes tuvieron acceso a algunos datos del experimento ALICE para su análisis y sus resultados fueron discutidos en un pequeño congreso, en el cual los estudiantes tuvieron que argumentar y defender sus resultados.

Esto es importante porque en ciencia no basta con hacer investigación, los resultados que se obtienen deben ser presentados en artículos científicos y congresos, en los cuales quedan al escrutinio de los colegas.

Con el ALICE Master Class los estudiantes se emocionan e interesan por las carreras científicas. “Es muy satisfactorio ver que algunos estudiantes que participaron en las primeras ediciones, decidieron estudiar física. Algunos de ellos colaboran en el laboratorio de detectores, y han realizado servicio social con nosotros”, explicó el doctor Antonio Ortiz.