Dice: "La fÃsica no es una ciencia exacta".
Es investigador principal del Conicet y docente en la UBA. Fue distinguido por su aporte en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN. AquÃ, explica cuál fue su participación y cuáles son los desafÃos que presenta el experimento más grande de la historia de la ciencia.
“Me di cuenta de la importancia del premio por los e-mails que recibà del exterior”, dice De Florián.
Imagen: Jorge Larrosa
“Siempre
fui curioso, cuando era chico desarmaba más cosas de las que podÃa
armar”, recuerda Daniel De Florián, doctor en Ciencias FÃsicas,
investigador principal del Conicet y profesor en el Departamento de
FÃsica de la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA. “En la secundaria
tuve muy buenos profesores de fÃsica, que me despertaron la pasión de
hacerme preguntas nuevas. Ya desde la escuela secundaria tenÃa decidido
estudiar fÃsica”, dice quien fue el primer universitario de la familia y
todos los dÃas viajaba de su casa en Boulogne a Nuñez, sede de la
Ciudad Universitaria.
Siendo estudiante, De Florián optó por la fÃsica teórica por sobre la experimental. “Hacer fÃsica teórica iba a ser menos costoso, no se necesitan tantos equipos, es más fácil”, pensó. Y mal no le fue. Sus aportes y los de su equipo son considerados de altÃsimo nivel y se utilizaron en uno de los hechos cientÃficos más destacados en la fÃsica de partÃculas: la caza del bosón de Higgs, la partÃcula más buscada de las últimas décadas, que llevó a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) a poner en marcha el acelerador de partÃculas más grande del mundo, el Large Hadron Collider (LHC) o Gran Colisionador de Hadrones. Por ese aporte fue distinguido recientemente por la Academia Mundial de Ciencias (TWAS), junto a otro investigador argentino (Marcelo Rubinstein, en el área de BiologÃa).
“Me di cuenta de la importancia del premio por los e-mails que recibà de colegas del exterior que se habÃan enterado y me felicitaban”, reconoce en diálogo con Página/12.
–La TWAS premia contribuciones a un área en particular. ¿Cuál fue su aporte como fÃsico teórico? –Básicamente, mi trabajo consistió en proveer a los experimentos de los cálculos más precisos para determinar la probabilidad de producir el bosón de Higgs en los colisionadores como el LHC, el colisionador de Ginebra. Esos cálculos se usan para comparar con los datos experimentales.
–Es decir que para encontrar una partÃcula subatómica además de la tan conocida maquinaria tecnológica hace falta un mapa teórico. –SÃ, se necesitan dos cosas: una es el experimento, fundamental porque tiene que lograrse una señal y eso es el 80 por ciento. Pero antes hace falta la hoja de ruta teórica, que orienta dónde buscar. Y luego, una vez encontrado, hay que comparar con la teorÃa.
–¿Cuál es su participación en el colisionador de Hadrones? –Colaboro en el Higgs Cross Section Working Group desde 2011, y desde este año soy uno de los coordinadores, junto a otros tres fÃsicos teóricos y cuatro experimentales. Nuestro propósito es proveer a los experimentos de los cálculos. Mi trabajo es teórico. Nuestro grupo es el que básicamente realiza todo el trabajo de recolectar y de producir la información que hace falta para que los experimentos la usen.
–¿Cuántos cientÃficos hay trabajando alrededor del experimento del LHC? –Es un experimento a escala muy grande. Cada experimento tiene entre dos mil y tres mil miembros de colaboración, además hay varios cientos de cientÃficos teóricos que están relacionados que participan indirectamente. Es llamativo que pueda funcionar con tanta gente, yo creo que además del hecho cientÃfico hay un hecho sociológico que es haber logrado que toda esa junta pueda funcionar, estando desparramados por todo el mundo.
–Vayamos al mundo subatómico, ¿en dónde encaja el hallazgo del bosón de Higgs? –Explicar la fÃsica del bosón de Higgs es una de las cosas más complicadas que uno se puede imaginar. Lo primero que creo que hay que dejar claro es que toda la materia que conocemos está formada por las mismas partÃculas elementales. Y toda la materia quiere decir cualquier objeto, incluyéndonos a nosotros. Todo está formado por electrones, protones y neutrones que están formados por quarks. Esto es algo que sabemos hace cincuenta años. TenÃamos una teorÃa muy hermosa para describir las interacciones entre esas partÃculas, las fuerzas y sus propiedades, todo formando el modelo estándar. Pero el problema era que no encontrábamos la forma de incluir dentro de ello las masas de las partÃculas.
–¿Cómo es que una teorÃa puede resultar hermosa? –La teorÃa era bella y simple porque estaba basada en simetrÃas. Pero esas simetrÃas impedÃan que uno pudiese incluir en la teorÃa a las masas que sabemos que existen, porque las partÃculas tienen masa. Entonces hubo que inventar un nuevo mecanismo que es este mecanismo de Higgs, por lo cual el precio a pagar era que habÃa que incluir la idea de una nueva partÃcula que es este bosón de Higgs cuya tarea es básicamente proveer de masas al resto. De alguna forma, la masa no es una propiedad más de las partÃculas, sino que pasa a ser algo que viene asociado a la interacción, a la fuerza que el bosón de Higgs ejerce en las partÃculas.
–¿Cómo se puede explicar esa interacción? –A veces uno usa la siguiente idea que ayuda para explicarlo: el bosón de Higgs es como una especie de fluido viscoso que impregna el espacio, entonces cuando las partÃculas se mueven en ese espacio –que no es el vacÃo– adquieren su masa por interactuar con este fluido, cuanto más interactúan más masa tienen y cuanto menos interactúan menos masa tienen.
–¿Cuánto tiempo estuvo buscándose esta partÃcula elemental? –Hace cincuenta años que se la buscaba. El postulado nos decÃa que además esa partÃcula debÃa ser observable. HabÃamos descubierto a todas salvo a esa. Pero finalmente se encontró, la relevancia desde el punto de vista teórico-experimental es muy grande, porque es la única que faltaba para completar nuestro zoológico de partÃculas elementales. Por un lado, esto completa el marco teórico que describe a todas las partÃculas elementales que conocemos. Y por el otro, nos permite entender al menos desde este mecanismo cómo las partÃculas requieren masa, la masa no es más una propiedad de la partÃcula elemental, no es algo que la partÃcula traiga de por sÃ, sino que es el resultado de la interacción con otro objeto. Y eso es interesante. A escalas subatómicas es una teorÃa extremadamente exitosa, armónica, que no tiene contradicciones con los experimentos, pero nosotros sabemos que no es el final, que tiene que haber algo superador a eso.
–¿A qué se refiere? –A que la teorÃa en algún momento va a fallar. La fÃsica es una aproximación a la naturaleza, no es una ciencia exacta. La fÃsica lo que hace es describir los fenómenos a ciertas escalas. Por ejemplo, la fÃsica de Newton fue extremadamente útil para describir los procesos de la vida cotidiana. Yo siempre le digo a los alumnos que si se me rompe el auto, yo lo llevo al mecánico y no al mecánico cuántico, porque la mecánica cuántica es irrelevante para eso, lo que hace falta es ajustar los tornillos, y ahà la fÃsica de Newton es suficiente. Volviendo al modelo estándar, se trata de una teorÃa extremadamente exitosa, lleva ya decenas de años siendo testeada y funcionando bien, pero sabemos que a ciertas escalas de energÃas va a fallar. Por ejemplo, sabemos que existe la materia oscura, pero ninguna de las partÃculas del modelo estándar explica el origen de la materia oscura. Sabemos que tiene que haber algo más, y lo que uno espera ver en el acelerador es eso, ver la prueba de esa falla en forma de, por ejemplo, nuevas partÃculas.
–¿Hay algo de decepción en el hecho de haber encontrado la pieza que faltaba y comprobar que el modelo es correcto? –Encontramos exactamente lo que estaba previsto, aunque todavÃa hay que medir las propiedades, y eso va a llevar un tiempo, pero todo parece indicar que es el esperado. Encontrarlo por un lado fue una gran alegrÃa, por el otro lado, como usted dice, tiene algo de decepcionante. La fÃsica, o la ciencia en general, es una de las pocas situaciones en que el ser humano postula algo, prueba que es correcto y se pone mal, porque lo que uno busca son desafÃos. En este caso en particular como sabemos que el modelo estándar en algún momento va a fallar, lo que queremos ver es que falle en algún lado para saber por qué camino hay que seguir. SerÃa un salto de un nuevo paradigma, de los que no ocurren hace más de cincuenta años.
–¿Cuál es la razón por la cual hasta ahora no se lo habÃa podido ver? –La razón es que tiene una masa muy grande, es la segunda más pesada entre las partÃculas elementales. Tiene una masa que es unas 130 veces la masa del protón, pesa como un núcleo grande. El primer problema es que se necesitan altos niveles de energÃa para producir esa masa, y a la vez, producirlo copiosamente para poder observarlo. Esta fue la primera vez que se logró juntar la energÃa suficiente y la cantidad de colisiones suficientes como para generar cientos de miles de bosones de Higgs. La búsqueda es complicada, es un experimento extremadamente sucio, se producen muchas cosas y entre esas hay que encontrar uno. Es como buscar una aguja en un pajar. Entonces, además de energÃa hace falta gran cantidad de estadÃstica y análisis para poder observarlo. El bosón de Higgs habÃa sido producido antes en otros aceleradores, pero no se lo habÃa podido observar.
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Siendo estudiante, De Florián optó por la fÃsica teórica por sobre la experimental. “Hacer fÃsica teórica iba a ser menos costoso, no se necesitan tantos equipos, es más fácil”, pensó. Y mal no le fue. Sus aportes y los de su equipo son considerados de altÃsimo nivel y se utilizaron en uno de los hechos cientÃficos más destacados en la fÃsica de partÃculas: la caza del bosón de Higgs, la partÃcula más buscada de las últimas décadas, que llevó a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) a poner en marcha el acelerador de partÃculas más grande del mundo, el Large Hadron Collider (LHC) o Gran Colisionador de Hadrones. Por ese aporte fue distinguido recientemente por la Academia Mundial de Ciencias (TWAS), junto a otro investigador argentino (Marcelo Rubinstein, en el área de BiologÃa).
“Me di cuenta de la importancia del premio por los e-mails que recibà de colegas del exterior que se habÃan enterado y me felicitaban”, reconoce en diálogo con Página/12.
–La TWAS premia contribuciones a un área en particular. ¿Cuál fue su aporte como fÃsico teórico? –Básicamente, mi trabajo consistió en proveer a los experimentos de los cálculos más precisos para determinar la probabilidad de producir el bosón de Higgs en los colisionadores como el LHC, el colisionador de Ginebra. Esos cálculos se usan para comparar con los datos experimentales.
–Es decir que para encontrar una partÃcula subatómica además de la tan conocida maquinaria tecnológica hace falta un mapa teórico. –SÃ, se necesitan dos cosas: una es el experimento, fundamental porque tiene que lograrse una señal y eso es el 80 por ciento. Pero antes hace falta la hoja de ruta teórica, que orienta dónde buscar. Y luego, una vez encontrado, hay que comparar con la teorÃa.
–¿Cuál es su participación en el colisionador de Hadrones? –Colaboro en el Higgs Cross Section Working Group desde 2011, y desde este año soy uno de los coordinadores, junto a otros tres fÃsicos teóricos y cuatro experimentales. Nuestro propósito es proveer a los experimentos de los cálculos. Mi trabajo es teórico. Nuestro grupo es el que básicamente realiza todo el trabajo de recolectar y de producir la información que hace falta para que los experimentos la usen.
–¿Cuántos cientÃficos hay trabajando alrededor del experimento del LHC? –Es un experimento a escala muy grande. Cada experimento tiene entre dos mil y tres mil miembros de colaboración, además hay varios cientos de cientÃficos teóricos que están relacionados que participan indirectamente. Es llamativo que pueda funcionar con tanta gente, yo creo que además del hecho cientÃfico hay un hecho sociológico que es haber logrado que toda esa junta pueda funcionar, estando desparramados por todo el mundo.
–Vayamos al mundo subatómico, ¿en dónde encaja el hallazgo del bosón de Higgs? –Explicar la fÃsica del bosón de Higgs es una de las cosas más complicadas que uno se puede imaginar. Lo primero que creo que hay que dejar claro es que toda la materia que conocemos está formada por las mismas partÃculas elementales. Y toda la materia quiere decir cualquier objeto, incluyéndonos a nosotros. Todo está formado por electrones, protones y neutrones que están formados por quarks. Esto es algo que sabemos hace cincuenta años. TenÃamos una teorÃa muy hermosa para describir las interacciones entre esas partÃculas, las fuerzas y sus propiedades, todo formando el modelo estándar. Pero el problema era que no encontrábamos la forma de incluir dentro de ello las masas de las partÃculas.
–¿Cómo es que una teorÃa puede resultar hermosa? –La teorÃa era bella y simple porque estaba basada en simetrÃas. Pero esas simetrÃas impedÃan que uno pudiese incluir en la teorÃa a las masas que sabemos que existen, porque las partÃculas tienen masa. Entonces hubo que inventar un nuevo mecanismo que es este mecanismo de Higgs, por lo cual el precio a pagar era que habÃa que incluir la idea de una nueva partÃcula que es este bosón de Higgs cuya tarea es básicamente proveer de masas al resto. De alguna forma, la masa no es una propiedad más de las partÃculas, sino que pasa a ser algo que viene asociado a la interacción, a la fuerza que el bosón de Higgs ejerce en las partÃculas.
–¿Cómo se puede explicar esa interacción? –A veces uno usa la siguiente idea que ayuda para explicarlo: el bosón de Higgs es como una especie de fluido viscoso que impregna el espacio, entonces cuando las partÃculas se mueven en ese espacio –que no es el vacÃo– adquieren su masa por interactuar con este fluido, cuanto más interactúan más masa tienen y cuanto menos interactúan menos masa tienen.
–¿Cuánto tiempo estuvo buscándose esta partÃcula elemental? –Hace cincuenta años que se la buscaba. El postulado nos decÃa que además esa partÃcula debÃa ser observable. HabÃamos descubierto a todas salvo a esa. Pero finalmente se encontró, la relevancia desde el punto de vista teórico-experimental es muy grande, porque es la única que faltaba para completar nuestro zoológico de partÃculas elementales. Por un lado, esto completa el marco teórico que describe a todas las partÃculas elementales que conocemos. Y por el otro, nos permite entender al menos desde este mecanismo cómo las partÃculas requieren masa, la masa no es más una propiedad de la partÃcula elemental, no es algo que la partÃcula traiga de por sÃ, sino que es el resultado de la interacción con otro objeto. Y eso es interesante. A escalas subatómicas es una teorÃa extremadamente exitosa, armónica, que no tiene contradicciones con los experimentos, pero nosotros sabemos que no es el final, que tiene que haber algo superador a eso.
–¿A qué se refiere? –A que la teorÃa en algún momento va a fallar. La fÃsica es una aproximación a la naturaleza, no es una ciencia exacta. La fÃsica lo que hace es describir los fenómenos a ciertas escalas. Por ejemplo, la fÃsica de Newton fue extremadamente útil para describir los procesos de la vida cotidiana. Yo siempre le digo a los alumnos que si se me rompe el auto, yo lo llevo al mecánico y no al mecánico cuántico, porque la mecánica cuántica es irrelevante para eso, lo que hace falta es ajustar los tornillos, y ahà la fÃsica de Newton es suficiente. Volviendo al modelo estándar, se trata de una teorÃa extremadamente exitosa, lleva ya decenas de años siendo testeada y funcionando bien, pero sabemos que a ciertas escalas de energÃas va a fallar. Por ejemplo, sabemos que existe la materia oscura, pero ninguna de las partÃculas del modelo estándar explica el origen de la materia oscura. Sabemos que tiene que haber algo más, y lo que uno espera ver en el acelerador es eso, ver la prueba de esa falla en forma de, por ejemplo, nuevas partÃculas.
–¿Hay algo de decepción en el hecho de haber encontrado la pieza que faltaba y comprobar que el modelo es correcto? –Encontramos exactamente lo que estaba previsto, aunque todavÃa hay que medir las propiedades, y eso va a llevar un tiempo, pero todo parece indicar que es el esperado. Encontrarlo por un lado fue una gran alegrÃa, por el otro lado, como usted dice, tiene algo de decepcionante. La fÃsica, o la ciencia en general, es una de las pocas situaciones en que el ser humano postula algo, prueba que es correcto y se pone mal, porque lo que uno busca son desafÃos. En este caso en particular como sabemos que el modelo estándar en algún momento va a fallar, lo que queremos ver es que falle en algún lado para saber por qué camino hay que seguir. SerÃa un salto de un nuevo paradigma, de los que no ocurren hace más de cincuenta años.
–¿Cuál es la razón por la cual hasta ahora no se lo habÃa podido ver? –La razón es que tiene una masa muy grande, es la segunda más pesada entre las partÃculas elementales. Tiene una masa que es unas 130 veces la masa del protón, pesa como un núcleo grande. El primer problema es que se necesitan altos niveles de energÃa para producir esa masa, y a la vez, producirlo copiosamente para poder observarlo. Esta fue la primera vez que se logró juntar la energÃa suficiente y la cantidad de colisiones suficientes como para generar cientos de miles de bosones de Higgs. La búsqueda es complicada, es un experimento extremadamente sucio, se producen muchas cosas y entre esas hay que encontrar uno. Es como buscar una aguja en un pajar. Entonces, además de energÃa hace falta gran cantidad de estadÃstica y análisis para poder observarlo. El bosón de Higgs habÃa sido producido antes en otros aceleradores, pero no se lo habÃa podido observar.
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