El acelerador de partículas Tevatron, operado por el laboratorio de física Fermilab cerca de Chicago (EE.UU.), se clausura oficialmente mañana tras 26 años de investigación del mundo subatómico. El que hasta el comienzo del funcionamiento del LHC en Ginebra era el mayor acelerador de partículas del mundo, concluye su operación tras realizar algunos de los mayores avances en este campo de la Física de las últimas décadas. Tres instituciones españolas, el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) de Barcelona y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), han participado directamente en sus experimentos. El IFCA también ha participado en el descubrimiento de la producción del quark top aislado de su antipartícula y en la búsqueda del bosón de Higgs de baja masa, junto con la Universidad de Oviedo.
La participación española se concentra en el experimento CDF, un detector donde participan 500 científicos de 63 instituciones de 15 países. Investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidad de Cantabria) participaron en el descubrimiento de las oscilaciones de los mesones Bs, un tipo de partícula que se forma en Tevatron cuyo estudio permite analizar las diferencias entre materia y antimateria. Esta investigación les reportó varios premios, entre ellos el de Jóvenes Científicos de la European Physical Society a Guillelmo Gómez-Ceballos y Stephanie Menzemer, y el del Consejo Social de la Universidad de Cantabria a Alberto Ruiz como coordinador del IFCA en este análisis. El IFCA también ha participado en el descubrimiento de la producción del quark top aislado de su antipartícula y en la búsqueda del bosón de Higgs de baja masa, junto con la Universidad de Oviedo.
Por su parte, científicos del CIEMAT han participado en la búsqueda de partículas supersimétricas y del bosón de Higgs, así como en medidas de la asimetría entre materia y antimateria. Su trabajo científico, que se inició al incorporarse a la colaboración CDF en 2005, ha producido 3 tesis doctorales. Además, han sido responsables de uno de los detectores más complejos de CDF, el detector de silicio, participando tanto en la operación como en la monitorización y análisis de datos de esta pieza fundamental para la búsqueda del bosón de Higgs de baja masa y de la asimetría materia-antimateria. En colaboración con varias universidades estadounidenses, los investigadores del CIEMAT han coordinado la búsqueda de partículas “exóticas” más allá del Modelo Estándar.
En cuanto al IFAE (consorcio Generalitat y Universidad Autónoma de Barcelona), varios de sus miembros forman parte de CDF desde 2003, cuando se hicieron responsables de vigilar la calidad de los datos obtenidos por el experimento. Miembros del IFAE han tenido importantes papeles en la coordinación tanto de las operaciones del detector como en la coordinación de los análisis de física. En concreto, este grupo ha jugado un papel central en el estudio de jets (chorros de partículas producidos en las colisiones), la búsqueda de partículas supersimétricas, la producción de quark top y sus propiedades y la búsqueda del bosón de Higgs. Este trabajo de investigación se ha visto reflejado en 7 tesis doctorales.
Estos tres centros de investigación forman parte del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010 donde participan 26 centros y universidades de toda España y más de 400 investigadores. Uno de los principales objetivos del CPAN es promover la participación coordinada en este tipo de grandes experimentos internacionales.
HITOS DE TEVATRON
El descubrimiento en 1995 del último de los seis quarks (componentes elementales de la materia) del Modelo Estándar, el quark top, o haber logrado las mediciones más precisas de la asimetría entre materia y antimateria en los quarks b son algunas de las contribuciones científicas más destacadas de Tevatron, aunque finalmente en sus dos experimentos (CDF y Dzero) no se ha podido materializar el sueño de los físicos de partículas: detectar el famoso “bosón de Higgs”, la partícula que sería responsable del origen de la masa.
Sin embargo, la gran cantidad de datos acumulada desde que en 1985 se registraran las primeras colisiones entre protones y antiprotones, le han permitido establecer los límites más precisos a la masa de esta elusiva partícula, descartando su existencia entre los 156 y los 177 GeV (gigaelectronvoltios). Posteriormente, LHC ha restringido aún más los rangos de masas del bosón de Higgs, y hoy la comunidad científica se inclina a pensar que, si existe, debe tener una masa inferior a 145 GeV, más de cien veces la masa del protón.
A principios de 2011 el Departamento de Energía anunció que no aportaría la financiación necesaria para prolongar el funcionamiento de Tevatron hasta 2014, como había recomendado un grupo de expertos. Posteriormente se decidió como fecha de cierre el 30 de septiembre, cuando se han organizado varios actos. Además de los hitos científicos alcanzados, Tevatron ha sido fundamental para el desarrollo tecnológico de aceleradores de partículas como LHC, así como para establecer el sistema de computación necesario para procesar los más de 20 femtobarns inversos de datos acumulados (1 femtobarn equivale a 50 billones de colisiones protón-antiprotón).
