Extractos de Ciencia: CLOUD, una gran colaboración científica internacional

Alberto Ruiz Jimeno

Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC)

Santander

Esta contribución la quiero dedicar a una colaboración científica, CLOUD, nacida en el CERN a final de los años 90. Con ella quiero mostrar, asimismo, la importancia que han ido adquiriendo, durante los últimos años, las grandes colaboraciones internacionales para el desarrollo del conocimiento científico. Es un hecho, cada vez más acusado, que para profundizar científicamente en los misterios de la Naturaleza se requiere el esfuerzo material y humano de grandes colaboraciones internacionales, muchas veces multidisciplinares. Tanto la posibilidad de abordar retos mayores, con el coste necesario para ello, como la necesidad de experiencia en diversos campos científicos, para poder enfrentarse a grandes proyectos, unido al espíritu de discusión crítica y competitividad existente entre las personas y los grupos participantes en estas grandes colaboraciones, las hacen enormemente efectivas y de gran impacto académico y social, por lo que en muchos campos de conocimiento se van imponiendo progresivamente.

Es el caso de los experimentos con grandes aceleradores de partículas, pero también ocurre en Astrofísica, Física de Materiales, Tecnologías de la Información, Genoma Humano, etc…

En este caso, el proyecto CLOUD “Cosmics Leaving Outdoor Droplets”(1) consiste en un gran cámara de burbujas cuyo objetivo es analizar la influencia de la radiación cósmica en la formación de gotas de nubes y, consecuentemente, su influencia sobre el cambio climático.

Es un tema de enorme actualidad, que surgió de un grupo de físicos de partículas del CERN, encabezados por su director, Jasper Kirkby, en 1997. A la sazón, Jasper Kirkby tuvo una relación enorme con España por otro gran proyecto que se inició a finales de los años 80, consistente en el proyecto de instalación, en Andalucía, de un gran acelerador de partículas, una factoría de leptones “tau” y quark “encanto”. En aquellos momentos yo era responsable de los análisis con la producción del leptón tau en el experimento DELPHI del acelerador del CERN,“Large Electron Positron” (LEP), mientras Jasper era un experto en física del tau y trabajaba en otra de las colaboraciones del LEP, la L3. El proyecto estuvo muy avanzado y tuvimos varias visitas del descubridor del tau y premio Nobel de Física, Martin Perl. También se ocupó del proyecto otro gran físico de partículas, ahora premio Nobel por la dirección de la gran colaboración LIGO, descubridora de ondas gravitacionales procedentes de choques de agujeros negros. Es un ejemplo más de como la experiencia de física de partículas hace que un experimento complejo logre la precisión necesaria, gracias al esfuerzo y colaboración internacional. El proyecto de la factoría de taus en España no se llegó a aprobar, lamentablemente, por falta de interés político y acabó realizándose, con éxito, en China. Para España hubiera supuesto su primera gran instalación de aceleradores de partículas, propiciando una generación de físicos de aceleradores potente, como existe en una gran parte de los países europeos más avanzados tecnológicamente. Pero, una vez más, los intereses políticos no estuvieron del lado de la Ciencia, en este caso.

Volviendo al tema que nos ocupa, CLOUD, es una colaboración internacional de 22 instituciones europeas y americanas constituida por físicos y químicos, esencialmente. Está situada en el CERN y consiste de un gran cámara de burbujas, muy limpia, capaz de simular situaciones atmosféricas con la finalidad de analizar la formación de aerosoles y su influencia en la producción de gotitas de nubes. Utiliza el sincrotrón de protones del CERN (PS) para simular diferentes intensidades de radiación cósmica en la atmósfera. También puede variar la concentración, la temperatura y otras variables. Fue oficialmente aprobada en 2006 y comenzó a tomar datos en 2009

Extractos de Ciencia: CLOUD, una gran colaboración científica internacional.

CLOUD en el CERN. Creditos: M Brice, J Ordan/CERN

La formación de aerosoles es poco conocida y, sin embargo, su influencia como semillas para la producción de las gotitas de las nubes es muy alta. Por ello su conocimiento preciso puede ser muy importante para analizar el cambio climático, debido al efecto de compensación que puede tener esta formación de aerosoles con respecto al calentamiento debido a los gases de efecto invernadero.

Así, en 2014, pudieron comprobar que los árboles, por si mismos, envían vapores a la atmósfera produciendo gran cantidad de aerosoles, con impacto importante en la formación de gotas de nubes. Este dato no se había tenido en cuenta correctamente para la época preindustrial, por lo que los modelos antropocéntricos de calentamiento global deben tenerlo en cuenta, ahora. Además, en esa época, la atmósfera estaba menos contaminada y el efecto de la radiación cósmica era mayor, ya que estos rayos cósmicos aumentan en un factor 100 la producción de partículas biogénicas (2).

Además de estos estudios, CLOUD ha logrado resultados muy importantes y desconocidos, hasta la fecha, en cuanto a las causas de la polución en las grandes ciudades (3). Han comprobado que el amoníaco y el ácido nítrico incrementan notablemente el crecimiento de la polución, hasta en dos órdenes de magnitud en períodos cortos. De ahí el efecto “niebla-humo” de algunas grandes ciudades en China, por ejemplo, que puede afectar seriamente a la salud de sus habitantes.

Extractos de Ciencia: CLOUD, una gran colaboración científica internacional.

Parte Coll. CLOUD (al frente, izquierda, Jasper Kirkby). Créditos: Noemi Caraban/CERN)

Una gran ventaja de CLOUD es que puede hacer experimentos reales, observaciones objetivas y no basarse en modelos climáticos, exclusivamente. Por ello es un complemento importante a los estudios internacionales de cambio climático.

(1) http://cloud.web.cern.ch/cloud/

(2) http://CLOUD Coll., Naturevolume 533, pages527–531(2016)

(3) http://CLOUD Coll., Nature volume 581, pages184–189(2020)

La División de Materia Condensada-GEFES de la RSEF inaugura el lunes 31-ag la Conferecia europea EPSR-SEF CMD2020GEFES, que cuenta con una cifra récord de participantes: unos 2000 científicos.
Quiero dar desde aquí mi enhorabuena a la presidenta de la DMC, Mª José Calderón, y a todos los que han participado su preparación, que hay que calificar de auténtica proeza dadas las circunstancias. El número de participantes no tiene nada que envidiar a las grandes conferencias que organiza la APS.
Puede verse el programa en

http://www.cmd2020gefes.eu/28512/section/23693/2020-joint-conference-of-the-condensed-matter-divisions-of-eps-cmd-and-rsef-gefes.html.

Además, las sesiones plenarias y semi-plenarias se retransmitirán en directo y en abierto por youtube en el canal del CMD2020GEFES

https://www.youtube.com/channel/UCNrHTUuZ31VwfSU6l14XSQQ.

Estamos seguros de que la CMD2020GEFES será un éxito. La conferencia inaugural, como no podía ser de otra manera, correrá a cargo de Pablo Jarillo-Herrero, bien conocido por todos nosotros; versará sobre “Magic-Angle Graphene: Superconductivity, Correlations, and Beyond”.

 El profesor A. Guirao, de la RSEF, envía quincenalmente al Instituto de Salud Carlos III y a petición del mismo un Informe sobre la evolución de la pandemia. Este Informe se actualiza periódicamente y puede consultarse en

https://www.um.es/phi/aguirao/Covid19/

Aprovecho la ocasión para incluiros un informe europeo del European Centre for Disease Prevention and Control,

https://www.ecdc.europa.eu/en/cases-2019-ncov-eueea