La Electrónica de la UNSJ en la “Máquina de Dios”

Cristian Sisterna, ingeniero de esta Universidad, aporta desarrollos de Sistemas Digitales con Lógica Programable para el funcionamiento de lo que se considera el mayor experimento científico de la historia de la humanidad: el Gran Colisionador de Hadrones de Europa, que encontró el Bosón de Higgs, la partícula elemental de la materia.

Por Fabián Rojas

Imagen de portada: argentinainvestiga.edu.ar (Dr. Daniel Linares)

En la Física, el llamado Modelo Estándar de Partículas es el vehículo a través del cual más se logró conocer sobre la estructura de la materia. Es el terreno en que la ciencia convive ávida con las partículas materiales atómicas y subatómicas y sus interacciones en todo cuanto existe físicamente en el mundo, dentro del cuerpo humano y fuera de él. La ambición científica es saber cómo empezó todo; hallar aquella partícula, elemental en el sentido de que no puede ya dividirse. Y se avanzó mucho, demasiado, pero faltaba descubrir una partícula escurridiza: el Bosón o Partícula de Higgs, que había predicho en 1964 el científico escocés Peter Higgs y fue bautizada también, mucho después, como la “partícula divina”. El británico había sugerido que el universo está dentro de un campo (el Campo de Higgs) que dota de masa a las partículas, y que existe una partícula que representa ese campo, es decir, que interacciona con el resto de las partículas. Esa es la Partícula de Higgs, que no había sido observada. Pero eso fue hasta hace unos años, porque pudo verse mediante el funcionamiento de lo que se dice es el mayor experimento científico de la historia de la humanidad: el Gran Colisionador de Hadrones (partículas subatómicas), en Europa, que se propone cerrar el Modelo Estándar de Partículas para explicar la constitución del universo. La máquina colisionadora de protones es un impresionante tubo en forma de anillo en un túnel de 27 km de diámetro, construido a más de cien metros bajo tierra en la frontera entre Francia y Suiza.

El 4 de julio de 2012 dos detectores de partículas presentes en el Gran Colisionador anunciaron que habían detectado una masa “consistente con la masa del bosón”. Fue sin dudas uno de los mayores hitos de la ciencia. De todas maneras, el tema se sigue investigando, no está cerrado del todo. Lo que sí cierra es que la ciencia electrónica de la Universidad Nacional de San Juan, mediante la Facultad de Ingeniería (FI), está presente en ese monstruoso experimento científico: el Msc. Ing. Cristian Sisterna trabaja en el desarrollo de especificaciones, códigos y órdenes, es decir software, para circuitos integrados que son utilizados en el funcionamiento del Gran Colisionador de Hadrones, también llamado “Máquina de Dios”.   

Fotografiar lo más ínfimo

Uno de los últimos proyectos en que intervino fue, mediante la electrónica, la generación de un sistema de energía de alto voltaje para separar partículas subatómicas. “Hay muchos proyectos y experimentos que se hacen para el Colisionador. Este tiene que ver con una fuente de potencia muy alta para separar en los quarks los muones de los gluones. Para eso se necesitan cuatro mil volts, en una tensión muy estable y regulada. Cuando se producen estos efectos, debe haber sistemas muy veloces que permitan captar las transiciones rápidas en el tiempo. Hablamos del orden de los nanosegundos. El avance de la tecnología electrónica ha permitido capturar estos fenómenos, porque la colisión se produce, sí, pero el tema es fotografiarla cada dos nanosegundos”, describe Sisterna.

En un laboratorio internacional

Sisterna investiga desde 2010 en el Laboratorio multidisciplinario MLab, en el seno del Centro Internacional de Física Teórica (ICTP, por su sigla en inglés), que se encuentra en Trieste, noreste de Italia. Es un organismo donde se investiga en gran medida lo relacionado al campo de la Física de Partículas. Fue fundado justo el mismo año de la predicción de Higgs, en 1964, por el pakistaní Abdus Salam, premio Nobel de Física, quien utilizó el dinero del reconocimiento para crear un centro científico que ayudara a promover la ciencia y la tecnología en países en desarrollo. Pero, además, contribuyeron el gobierno italiano, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) y la Unesco. El máster en Ciencias e ingeniero Sisterna había realizado la maestría en Estados Unidos y se especializó en temas que al Centro italiano le interesó, como el diseño de Sistemas Digitales con Lógica Programable (su trabajo de hoy para el gran Colisionador). Como el ICTP organiza cursos en países en desarrollo, contactaron a Sisterna para que también los dicte en Costa Rica, Cuba, Pakistán, India, Malasia. Esa fue la puerta para su ingreso a la investigación en el Centro de Trieste, que tiene convenios de trabajos con el OIEA y el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN), cerca de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza, cuyo demiurgo es la Física de Partículas y fue generador del Gran Colisionador de Hadrones (LHC –Large Hadron Collider) que descubrió lo que sería el Bosón de Higgs.

Aceleración

“Allí aceleran las partículas subatómicas (protones) hasta que alcanzan casi la velocidad de la luz (aproximadamente 300 mil km por segundos) y las hacen colisionar en un punto específico del anillo donde hay una serie de sensores para registrar estas colisiones y explosiones de partículas, en una de ellas descubrieron el Bosón Higgs. El Colisionador fue parado un tiempo para hacerle mantenimiento y desde hace un par de meses está funcionando nuevamente”, resume Sisterna. En esa descomunal máquina de aceleración y choque intervienen los desarrollos electrónicos del ingeniero de la UNSJ.

En el Centro  

Casi todos los años, Sisterna, quien se desempeña en el Instituto de Investigaciones Antisísmicas de la FI, visita el ICTP de Italia para continuar con sus avances en diferentes proyectos y también en aportes para el Gran Colisionador (estuvo en Italia la última vez en abril y mayo pasado). Pero este noviembre puede llegar lo mejor: viajará por primera vez al mismísimo Centro Europeo de Investigaciones Nucleares para estar frente a frente con la “Máquina de Dios”.

Fuente consultada:

-«Historia de las ideas científicas – De Tales de Mileto a la Máquina de Dios», de Leonardo Moledo y Nicolás Olszevicki. 

     

                El apoyo de la Universidad

“Quiero destacar el apoyo que me da la Facultad de Ingeniería de la UNSJ para poder desarrollar esta tarea. Pero también se trata de una manera en que esta Universidad se da a conocer más, porque cuando realizo presentaciones coloco el logo del ICTP y el de la Universidad Nacional de San Juan. Yo debo casi toda mi formación a la UNSJ”, pondera el Msc. Ing. Cristian Sisterna, quien en el Instituto de Investigaciones Antisísmicas de la FI de la UNSJ también trabaja en la Electrónica de software y hardware para sismógrafos y mesas vibratorias, entre otros proyectos. Además, en esta Unidad Académica es docente en Electrónica y en Bioingeniería. “Lo que aprendo en estos proyectos internacionales puedo volcarlo tanto en los laboratorios como en la parte teórica en la docencia de la Facultad de Ingeniería”, afirma.

   Premio

Cristian Sisterna en noviembre de 2021 recibió como reconocimiento del Centro Internacional de Física Teórica (ICTP) de Italia ser nombrado como su “Profesor Asociado”. Eso implica que durante cinco años puede ir a ese centro a realizar investigaciones junto a grandes científicos y científicas del mundo.