Durante a construción do acelerador de partículas LHC en Xenebra, durante a primeira década deste século, xa quedou claro que os calificativos habituais, que debían ser empregados para o describír, dificilmente conseguirían ilustrar convenientemente as características da máquina científica máis grande e sofisticada construida polo ser humano. As súas dimensions físicas, as tecnoloxías utilizadas, o número de científicos e científicas implicados, as enerxías a acadar e as cuestións ás que se pretendían, e se pretenden, responder pertencen a unha escala nunca antes vista.

Polo tanto, e no campo da divulgación, houbo que recurrir a formas de comparación tamén sigulares. Así, algúns consideraron ás enormes cavernas, creadas para albergar aos detectores xigantes, como novas “catedrais”, pero da Ciencia. Dunha parte o tamaño e beleza do seu contido; doutra, a “mística” que está detrás dalgunhas das grandes preguntas formuladas; a participación “nos seus ritos” de persoas provenientes de moitos lugares do mundo; a presenza en todos eles dunhas fortes conviccións ꟷo credo común da Física, en particular, e da Ciencia en xeralꟷ fan que a comparación sexa máis que acertada. Con todo, a analoxía non é máis ca literario, pois non fai falta abondar en que as diferenzas coa relixión son irreconciliables. A Ciencia non se basea en crenzas irracionais na ocurrencia de improbables, senón que a obxectividade, intelixibilidade e a refutabilidade son os seus sinais de identidade.

Falando de catedrais, e case que finalizando este verán de 2016, uns peregrinos e unhas peregrinas moi especiais chegan a Compostela para participaren nun dos seus “sínodos” anuais: a LHCb Week. Como o resto de “camiñantes” que se achegan á esta cidade, proveñen de todas partes, con posicionamentos e intereses non sempre coincidentes e, tamén, con historias e urxencias persoais distintas.

Porén, estes camiñantes, no canto de se relacionar coa catedral do apóstolo, traballan para esoutras “catedrais” que se atopan a cen metros baixo terra, situado no o maior laboratorio de Física de Partículas do mundo. En particular, os que visitan a capital de Galicia por este motivo pertencen ao experimento LHCb, que se desenvolve nun dos catro detectors xigantes e que leva ese nome. Nel traballan medio millar de científicos e científicas de cincuenta universidades e quince países, estando un grupo importante da Facultade de Física da USC entre eles.

Por certo, e debido ao seu tamaño, non sería doado instalar o detector LHCb no que é o corpo interior da catedral compostelá.

Son moitas as liñas de investigación abertas nun grande experimento como este, pero cómpre indicar que o obxectivo máis importante é o de tentar entender a asimetría entre materia e antimateria no universo, peza fundamental para explicar porque existe todo, nós incluidos… Outra vez a “relixión”?

A finais da década dos anos vinte do século pasado, o británico Paul Adrien Maurice Dirac ꟷun dos que estaría no “top ten” dos mellores físicos de todos os temposꟷ introduciu a física relativista einstiniana na mecánica cuántica que comezaba a súa andaina da man de Schrödinger, Heisenberg, Born, Jordan… O resultado da interacción entre eses dous campos emerxentes da Física foi enormemente fructífero. Entre eles, un xeito elegantísimo de formular matematicamente a física cuántica, e, no que aquí interesa, a aparición dunha intrigante nova maneira de se presentar o mundo material. Ese resultado, en forma de ecuación, daba lugar á inesperada posibilidade de que existise para cada partícula outra de idéntica masa pero con certas propiedades cuánticas opostas. O feito de que a interacción entre unha partícula e esoutra “compañeira” dea como resultado a mutua aniquilación, converténdose toda a masa en enerxia en forma de radiación, fixo que se comezase a falar de partícula-antipartícula e de materia-antimateria. Naturalmente, a denominación de partículas ás que xa eran coñecidas e de antipartículas ás novas é puramente convencional. Non me resisto aquí a reseñar o comentario de Dirac calificando á súa ecuación de máis “intelixente” ca el, pois o mundo da antimateria foi unha consecuencia non buscada dese traballo do físico inglés.

Co paso dos anos a antimateria foi formando parte da física de partículas en pé de igualdade co da materia: apareceron as antipartículas das partículas coñecidas e das novas que se ían creando, aceleradores de partículas teñen traballado, e traballan, con anti-electróns (positrons) e con anti-protóns de forma rutinaria, e unha das ferramentas máis importantes de diagnóstico médico (PET) utiliza preparados radiactivos, que se inxectan no paciente, con átiomos emisores de positróns para producir a aniquilación positron-electrón, e, así, obter datos clínicos dos tecidos humanos a partir dos fotons emerxente xerados nesa autodestrución partícula-antipartícula.

Todo parecía estar ben establecido, pero na Física o poder da simetría inunda todos os seus recantos. Permítaseme recomendar neste punto o excelente libro de 2015 do Nobel de Física de 2004 Frank Wilczek “A Beautiful Question: Finding Nature’s Deep Design”, publicado en español como “El mundo como obra de arte”: Se a Natureza escolleu a linguaxe das matemáticas para se expresar, elixiu a simetría como estratexia para se comportar. Foi a matemática alemá Emmy Noether quen sentou as bases para comprender esa realidade. Pois ben, neste fermoso escenario cheo de estética e harmonía non cadra a evidente asimetría que existe no universe coñecido entre materia e antimateria. Sí, porque o esperable é que no inicio de todo houbese un perfecto equilibrio entre partículas e antipartículas que se aniquilaban para dar lugar a enerxía en forma de radiación, que á súa vez podia xerar pares partícula-antipartícula de novo. Trataríase da aplicación perfecta da coñecida ecuación de Einstein que vincula materia e enerxía. Porén, iso non é o que o aconteceu exactamente, pois o universe actual coñecido ten como protagonistas ao que chamamos partículas, sendo as antipartículas obxectos case que exóticos. Hai pois unha rotura desa simetría no proceso.

Como dixemos antes, o experimento LHCb busca a resposta a esa diferenza, e para iso estuda en particular a desintegracións dos chamados mesóns B, que teñen un quark (ou antiquark) do sabor “b” como un dos seus dous components, e de aí a letra “b” no nome dese detector.

A partir de millóns de colisións proton-protón por segundo, a enerxías nunca antes xeradas nun experimento deste tipo, decenas de millóns deses mesóns B son creados nese tempo. O reto está en observar as sutís diferenzas entre o comportamento físico nas súas desintegracións co fin de distinguír entre os que levan quark b dos que levan antiquarks b. Ese é o reto, atopar e explicar esa asimetría.

Múltiples son as estratexias seguidas para chegar a ese obxectivo, algunhas directas e outras indirectas; unhas desde a dimensión teórica, outras desde a área experimental, outras desde o campo tecnolóxico, e outras desde o traballo computacional. A LHCb Week de Compostela marcará novos roteiros para que eses particulares peregrinos e peregrinas continúen con éxito a súa decisiva andaina.

Bo Camiño!!!