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26/06/2020

Europa actualiza su Estrategia para el futuro de la Física de Partículas

El Consejo del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) ha anunciado la actualización de 2020 de la Estrategia Europea de Física de Partículas destinada a guiar el futuro de la física de partículas en el continente, en el marco del panorama mundial. 



AUTOR: IFIC

RUVID 26-06-2020 NP IFIC Estrategia Europea Física Partículas-19La estrategia propone una visión para el futuro de la disciplina, a corto y a largo plazo, y mantiene el papel de liderazgo de Europa en física de partículas y en las innovadoras tecnologías que se desarrollan en este campo de la ciencia.

 

Las prioridades científicas son el estudio del bosón de Higgs y la exploración de la frontera de las altas energías, dos formas cruciales y complementarias de afrontar los interrogantes abiertos en física de partículas.

 

“El Grupo para la Estrategia Europea, un órgano especial creado por el Consejo, ha conducido con éxito la reflexión estratégica a la que han contribuido centenares de físicos europeos”, indica Ursula Bassler, presidenta del Consejo del CERN. La visióncientífica plasmada en la estrategia debe servir como una guía para el CERN y facilitar una política científica coherente en toda Europa.

 

La estrategia subraya la importancia de incrementar la I+D en tecnologías avanzadas de aceleradores y detectores, así como de infraestructuras de computación, como un prerrequisito necesario para todos los proyectos futuros. La realización del futuro programa de investigación a corto y largo plazo previsto en esta actualización de la estrategia requiere una I+D centrada y transformadora, que tiene también muchos beneficios potenciales para la sociedad.

 

Cuatro propuestas para la fábrica de Higgs

 

El documento destaca la necesidad de construir una fábrica de Higgs electrón-positrón como la instalación de mayor prioridad tras el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El bosón de Higgs fue descubierto en el CERN en 2012 por científicos que trabajaban en el LHC, y se espera que sea una poderosa herramienta para buscar física más allá del Modelo Estándar. Un colisionador electrón-positrón permitiría medir las propiedades del bosón de Higgs con gran precisión. Existen varias propuestas para implementar el programa de la fábrica de Higgs.

 

Los físicos europeos podrán participar en el International Linear Collider en Japón si el gobierno japonés lo aprueba, o construir un gran colisionador circular electrón-positrón en Europa después del LHC. Además, existe otra propuesta en el CERN. Se trata del Compact Linear Collider (CLIC), una máquina de precisión que, a diferencia del LHC, es lineal. La cuarta propuesta es el proyecto CEPC de una fábrica de Higgs en China.

 

A más largo plazo, la estrategia refleja la ambición de la comunidad europea de físicos de partículas de construir un colisionador protón-protón en el CERN que alcance la máxima energía. En los próximos 6 años, Europa, junto con sus socios internacionales, deberá investigar la viabilidad tanto técnica como financiera de un colisionador con una energía de al menos 100 TeV, 7 veces la energía del LHC.

 

Impacto social, económico, tecnológico y medioambiental

 

Además del retorno científico inmediato, las grandes infraestructuras científicas como el CERN proporcionan un gran impacto en la sociedad relacionado con el capital tecnológico, económico y humano. Los avances en aceleradores, detectores y computación pueden tener un impacto significativo en áreas como las tecnologías médicas y biomédicas, aplicaciones aeroespaciales, patrimonio cultural, inteligencia artificial, energía, big data y robótica.

 

En términos de capital humano, la formación de jóvenes científicos, ingenieros, técnicos y profesionales diversos es una parte esencial de los programas de física de altas energías y proporciona una fuente de talento para la industria y otros campos de la sociedad.

 

La estrategia también destaca otros dos aspectos importantes: el medio ambiente y la importancia de la ciencia abierta. “El impacto medioambiental de las actividades en física de partículas debe continuar siendo cuidadosamente estudiado y minimizado. Un plan detallado de reducción del impacto ambiental y para el ahorro y reutilización energética debe formar parte del proceso de aprobación de cualquier gran proyecto”, señala el informe. Las tecnologías desarrolladas en física de partículas para reducir el impacto medioambiental de las instalaciones futuras pueden también encontrar otras aplicaciones más generales en la protección del medio ambiente.

 

Inicios de la actualización de la estrategia

 

La actualización de la Estrategia Europea de Física de Partículas anunciada se inició en septiembre de 2018, cuando el Consejo del CERN, formado por representantes de los Estados miembros y asociados, estableció un Grupo para la Estrategia Europea (ESG, por sus siglas en inglés) para coordinar el proceso. El ESG trabajó en estrecha unión con la comunidad científica. Cerca de doscientas propuestas se discutieron durante un Simposio Abierto en Granada en mayo de 2019 para dar forma al Physics Briefing Book, un resumen de las propuestas de la comunidad preparado por el Grupo Preparatorio de Física.

 

El ESG convergió en las recomendaciones finales durante una sesión de elaboración del documento final de una semana en Alemania en enero de 2020. Los resultados, que fueron presentados al Consejo del CERN en marzo y cuyo anuncio estaba previsto para el 25 de mayo en Budapest, se pusieron el pasado viernes a disposición del público.

 

Participación española

 

Las propuestas de la comunidad científica española a la Estrategia Europea de Física de Partículas se han coordinado a través de la Red Consolider del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), donde participan los principales centros de investigación españoles en este campo. En particular, los coordinadores de la posición española fueron Antonio Pich, investigador en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del CSIC y la Universitat de València, y Teresa Rodrigo, la que ha sido directora del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del CSIC y la Universidad de Cantabria, hasta su reciente fallecimiento el pasado mes de abril.

 

En el Grupo Preparatorio de Física, participaron Belén Gavela, investigadora del Instituto de Física Teórica (IFT), centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid, y Caterina Biscari (ALBA) como miembros del Comité de Política Científica del CERN. Además, en el Grupo para la Estrategia Europea participaron Nicanor Colino, director científico del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y María José García Borge, profesora de investigación del CSIC en el Instituto de Estructura de la Materia (IEM, CSIC), representante del área de Física de Partículas y Nuclear de la Agencia Estatal de Investigación (AEI), del Ministerio de Ciencia e Innovación.

 

Reacciones desde la Red Española de Futuros Colisionadores

 

La Red Española de Futuros Colisionadores aglutina a 16 institutos, entre los que se encuentran centros de física teóricos y de alta energía, centros tecnológicos, universidades y representantes de la industria científica española. La red está coordinada actualmente por Alberto Ruiz-Jimeno, investigador del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), y Marcel Vos, investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC).

 

Según manifiestan sus coordinadores, “la red ha recibido la estrategia con entusiasmo. Es muy positivo que el CERN haya publicado un documento claro donde se describa el futuro de esta área científica. Estamos contentos de que la actualización de la estrategia reconozca la relevancia de una nueva ‘fábrica de Higgs’ electrón-positrón y esperamos que, con la declaración de apoyo del International Linear Collider, el proyecto siga adelante en Japón, con una fuerte contribución de Europa y el CERN. Es una muy buena noticia disponer de este ambicioso programa para la próxima instalación a gran escala en Europa”.

 

Reacciones de Nuria Rius y Berta Rubio, directora y vicedirectora del IFIC, respectivamente

 

 

“En el IFIC se valora muy positivamente la estrategia europea anunciada por el Consejo del CERN para el futuro de la física de partículas a largo plazo. Consideramos que es una propuesta ambiciosa para potenciar la colaboración internacional y mantener el liderazgo europeo en la frontera de la física de altas energías, que ya ha dado sus frutos con el descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 y con innumerables aplicaciones tecnológicas en diferentes ámbitos que demuestran la importancia de apostar por la ciencia básica para toda la sociedad”, indican Rius y Rubio.
Asimismo, las investigadoras aseguran que “en particular, para el IFIC esta noticia supone un fuerte impulso a una de nuestras principales líneas de investigación, dada la gran implicación de nuestros grupos en la física del LHC y de los futuros aceleradores International Linear Collider (ILC) y Futuro Colisionador Circular (FCC), tanto a nivel teórico como experimental y tecnológico. Da continuidad al enorme esfuerzo realizado durante años para que la contribución de España a la física de partículas esté al nivel de otros países europeos a pesar de la escasa financiación de la ciencia en el nuestro. Significa además que toda la experiencia acumulada se va a poder proyectar en el diseño y construcción de los futuros aceleradores y sistemas de detección, lo que nos sitúa como centro de investigación en una posición de partida muy buena, reforzada a su vez con el entusiasmo y la excelencia de nuestros jóvenes investigadores”.

 

Reacción de Antonio Pich, catedrático de la Universitat de València en el IFIC y uno de los editores de la posición española

 

Según ha destacado Pich, “la actualización de la Estrategia Europea de Física de Partículas clarifica las prioridades científicas, destacando la necesidad de investigar con detalle las propiedades del recién descubierto campo de Higgs y explorar la frontera del conocimiento a más altas energías. Las recomendaciones finales están en muy buen acuerdo con las propuestas de la comunidad española, y suponen un fuerte apoyo a los esfuerzos desarrollados por nuestros grupos de investigación que ya están sólidamente comprometidos en los proyectos prioritarios a corto y medio plazo: el LHC de alta luminosidad y la fábrica de Higgs”.

 

Reacciones de Hitoshi Yamamoto, catedrático de la Universidad de Tohoku en Sendai (Japón)

 

Hitoshi Yamamoto ha señalado que “en Japón hemos promovido el ILC basado en la convicción científica de que un colisionador electrón-positrón es esencial para el futuro de la física de partículas. Que la estrategia europea mencione la fábrica de Higgs como la primera prioridad después del HL-LHC es un paso positivo e importante. La estrategia europea señala, explícitamente, en relación con el ILC que desea colaborar, en vez de desea participar. Resulta ciertamente alentador. Considero que las condiciones para que el ILC dé el siguiente paso, en Japón y al nivel global, están ahora firmemente asentadas”.

 

Además, Yamamoto indica que “el proyecto de la fábrica de Higgs identificará cuál de las propuestas para extender la teoría actual, o qué teoría aún no publicada, ofrece una verdadera descripción de la naturaleza. También es posible que apunte al Modelo Estándar actual como la teoría última. En ese caso, el misterio es todavía más acuciante, ya que podría significar que nuestro universo es uno muy particular entre todos los universos posibles”.

 

A su juicio, la física de partículas ha hecho un gran progreso gracias a la mejora de los aceleradores, cosechando muchos Premios Nobel en su desarrollo. A la vez, el coste por investigador no es muy diferente al de otros campos de investigación. Un nuevo colisionador con la máxima energía podrá realizarse si los resultados científicos de la fábrica de Higgs lo justifican. Sin indicios claros en la fábrica de Higgs u otros experimentos será complicado justificar una instalación de este tipo.


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