"Para poder estudiar los constituyentes de la materia necesitamos provocar colisiones entre partículas a una energía muy alta"

María Chamizo Llatas es doctora en Física de Partículas por la Universidad Autónoma de Madrid y realizó su tesis en el experimento L3 del LEP, el anterior acelerador de partículas del CERN. Tras seis años trabajando en la Universidad de Ginebra (Suiza) como investigadora principal, donde profundizó en el estudio de las propiedades del bosón W con datos tomados en la segunda fase del LEP, participó en la construcción y puesta a punto del detector de trazas de silicio de ATLAS, el otro gran experimento del LHC, al mismo tiempo que ejercía de profesora en la Universidad de Ginebra. En 2012 ha sido nombrada responsable de la operación del experimento CMS y el objetivo que se marca como responsable del experimento para 2012 es "optimizar el funcionamiento de CMS para obtener una calidad y cantidad óptima de datos, puesto que 2012 será crucial para elucidar la existencia del bosón de Higgs". Actualmente se están llevando a cabo los últimos preparativos para fijar las condiciones de operación del LHC en 2012.

1.- El LHC, el gran acelerador y colisionador de protones del CERN, aparece mucho en las noticias últimamente. A pesar de lo cuál siguen sorprendiendo a mucha gente las enormes dimensiones y la complejidad tecnológica de la máquina y de los detectores: ¿por qué hace falta una herramienta tan gigantesca para estudiar la estructura de la materia subatómica?

Para poder estudiar los constituyentes de la materia necesitamos provocar colisiones entre partículas a una energía muy alta. Esto se consigue acelerando las partículas en el LHC a una velocidad cercana a la velocidad de la luz. El LHC acelera dos haces de partículas en sentidos opuestos a mas del 99.9% de la velocidad de la luz. El choque de estos haces crea cascadas de nuevas partículas simulando lo que ocurrió pocos instantes después del Bing Bang. De esta forma intentamos reproducir las condiciones que se dieron al principio del Universo para entender cómo ha evolucionado y responder a cuestiones básicas como: de qué está compuesta la materia oscura del Universo, cómo se ha originado la masa de las partículas. Por qué todo lo que nos rodea es materia en vez de antimateria.

2.- Se esperaban grandes descubrimientos, pero han pasado ya un par de años desde que el LHC empezó a funcionar y todavía no parece haberse encontrado nada definitivo. Ni el bosón de Higgs, ni las partículas supersimétricas, ni nada inesperado. ¿Qué podemos esperar de la toma de datos en el 2012?

Para estudiar el bosón de Higgs, partículas supersimétricas o signos de nueva física hacer falta una gran cantidad de datos, puesto que son procesos que se producen con una probabilidad muy baja. Los resultados recientemente publicados por los dos grandes experimentos donde se graban las colisiones (ATLAS y CMS) excluyen la existencia del bosón de Higgs en un amplio rango de masa. Hay un rango de masa que no se ha podido excluir porque hay un exceso de sucesos que podría ser compatible con una fluctuación estadística o con una señal del bosón de Higgs. En 2012 se van a triplicar la cantidad de datos recogidos hasta ahora por cada experimento (ATLAS y CMS) lo que será suficiente para poder descubrir el bosón de Higgs (si es que existe en ese rango de masa) o excluir su existencia.

3.- Parece que se ha tomado la decisión de aumentar la energía en el LHC este año, hasta los 8 TeV. ¿qué implicaciones tiene esto para las perspectivas de este año que acabas de mencionar? Y, ¿no crees que este cambio con respecto al año pasado puede suponer algún riesgo para la máquina?

En el 'workshop' de Chamonix donde se reúnen los expertos del LHC, uno de los puntos que se está estudiando es aumentar la energía de cada haz en un 15% para obtener una energía de 8 TeV (hasta ahora ha funcionado a 7 TeV y su valor nominal son 14 TeV). El aumento de energía será importante porque aumenta la probabilidad de producción de los sucesos que estamos estudiando y por lo tanto la cantidad de datos. Evidentemente la decisión de aumentar la energía se basa en un estudio detallado del riesgo y de la experiencia que se ha tenido en 2011. En caso de que se piense que hay riesgo no se aumentará la energía.

4.-Se habla siempre de los dos experimentos: ATLAS y CMS. ¿Por qué se decidió hacer dos y en qué se diferencian el uno del otro? ¿Tienen el mismo objetivo?

ATLAS y CMS son los dos experimentos multi-prósito situados en el Gran Colisionados de Hadrones, LHC. Cada experimento tiene un diseño diferente, pero el objetivo de los dos es el mismo: entender mejor lo que ocurrió en los primeros instantes del Universo, de qué está formada la materia oscura, por qué el Universo está formado por materia en vez de antimateria.

5.- ¿Qué ocurriría si los resultados de los dos experimentos no están de acuerdo con alguna de las predicciones teóricas? ¿Y qué ocurriría si los resultados de ATLAS y CMS son incompatibles entre ellos mismos?

Si los resultados de los dos experimentos no están de acuerdo con alguna de las predicciones teórica serían muy interesante. Eso podría decir que hay signos de nueva física que habría que intentar entender. Si los resultados de ATLAS y CMS son incompatibles habría que estudiar en detalle cada uno de los análisis para entender las posibles diferencias.

6.- Los grupos de investigadores españoles están participando en esta aventura a un nivel similar al resto de los países de nuestro entorno ¿Qué opinión se tiene en el CERN de la visibilidad de los investigadores españoles en el LHC?

La calidad y profesionalidad de los investigadores españoles está al mismo nivel que la de los otros grandes países que participan en el CERN (Alemania, Inglaterra, Francia, Italia). Desgraciadamente creo que la visibilidad de los científicos españoles en el LHC es muy inferior a la de los países mencionados anteriormente a pesar de realizar una labor de excelente calidad científica.

7.- Tu papel ahora, desde principios de este año, es el de "RUN Coordinator" de CMS. ¿En qué consiste exactamente este puesto? ¿Qué conlleva el ser coordinador de la toma de datos en un experimento como CMS? ¿con qué desafíos te tienes que enfrentar diariamente?

El papel que desempeñaré durante 2012 es el de coordinar la toma de datos del experimento CMS. El experimento CMS es una colaboración internacional en la que participan mas de 2000 científicos proveniente de unos 145 institutos repartidos por todo el mundo. En 2012 se espera que la cantidad de datos producidos por el LHC sea entre tres y cuatro veces superior a la del año pasado y será suficiente para poder descubrir o excluir el bosón de Higgs. Para ello es necesario que el detector esté funcionando a la perfección las 24 horas al día durante 7 días a la semana. Los desafíos diarios son coordinar de una manera eficiente los distintos sub-detectores que forman parte de CMS y optimizar la operación teniendo en cuenta el plan de funcionamiento del LHC para tener la mayor cantidad de datos posibles.