“La física de partícules és l’intent d’entendre la matèria en el sentit més elemental possible”, ens diu per començar Martine Bosman, una de les científiques europees més ben reconegudes. Va ser presidenta i vicepresidenta del consell de la col·laboració ATLAS, on treballen més de 3.000 físics, enginyers, tècnics, estudiants i personal de suport de tot el món per explorar els límits de la ciència. ATLAS s’ubica a l’Organització Europea per a la Recerca Nuclear (CERN, a Suïssa), i en universitats i laboratoris repartits pel planeta.

Bosman ens cita, al fotògraf Jordi Borràs i a mi, a l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), situat al campus de la Universitat Autònoma de Barcelona. Ens acompanya, escales avall, cap a una sala de reunions. Em fixo en una pissarra massa emprada, plena de números i fórmules que ja no s’esborren de tant fer-la servir. Mentre anem desplegant els estris periodístics per a l’entrevista, ens comenta que voldria respondre a les preguntes en català. Que haurem de tenir paciència, perquè va lenta expressant-se. Sovint els seus interlocutors canvien d’idioma en veure-la encallada en alguna paraula. 

—Tota la paciència que calgui —li responc. I ens somriu per primer cop.

La Martine es volia dedicar a l’astronomia, però finalment es va doctorar en física de partícules. Intento trobar una relació entre ambdues disciplines científiques, sense tenir-ho gaire clar:

—Entre mirar les estrelles i estudiar els components més elementals hi ha una gran diferència. Per què aquest canvi? —li pregunto.

—A casa hi havia un gran llibre sobre l’univers que m’apassionava. Així que sempre vaig pensar que estudiaria els astres. Però després, a la Universitat de Lovaina (que és on vaig entrar), no hi havia aquesta carrera. Era l’any 1972, i el país s’havia dividit en dues parts: la flamenca i la francesa. Es va crear un campus nou, Lovaina la Nova, que avui és una ciutat. I allà es va construir un accelerador de partícules. Així que em vaig especialitzar en física i vaig fer la tesi sobre el tema.

—A casa, algú s’havia dedicat a la ciència?

—No. Al pare li interessava, però va estudiar economia. I la mare tampoc s’hi va dedicar.

El més elemental possible

Entrem a la seva àrea i li demano que m’expliqui en què consisteix. “La matèria està formada per molècules, i aquestes, per àtoms; els àtoms, per protons i neutrons, i aquests, per quarks, que no són divisibles —per això es diu que són elementals. S’estudien també totes les forces que intervenen en la creació i el que fa possible que les partícules interactuïn. Per investigar, s’utilitzen acceleradors de partícules, amb càrregues elèctriques a velocitats molt properes a les de la llum.”

Li explico que vaig entrevistar per a LA MIRA dues de les primeres microscopistes d’Espanya —Amparo la Cruz i Rosario Rodríguez—, conegudes també com les scanning girls, amb referència a les hores que es passaven escanejant amb la mirada les traces que deixaven les partícules i interpretant-ne els resultats. Amb elles vam parlar dels quarks, però em vaig quedar amb ganes de preguntar per què tenien noms tan estranys, com ara up, down, charm, strange, top o beauty.

—Up i down són els més lleugers —em respon la Martine—. Els trobem a dins dels protons, que estan formats per dos quarks up i un quark down. Hi ha dos tipus de quarks i van junts, en la teoria es comporten com una família.

S’aixeca i va cap a la pissarra que té al darrere. Comença a escriure els símbols corresponents als quarks i es va girant per assegurar-se que la segueixo.

“A mesura que els acceleradors tenien més energia, podien crear més quarks. En va sortir un que no se sabia d’on procedia, i els científics el van anomenar ‘strange’”

—En la representació matemàtica d’una matriu, un element és a dalt i l’altre a baix. No té més misteri: up i down (en anglès) —respon com si fos la cosa més simple—. A mesura que els acceleradors tenien més energia, podien crear més quarks. Llavors, en va sortir un que no se sabia d’on procedia, i els científics el van anomenar strange (“estrany”).

—I charm? —li pregunto, volent saber per què a una partícula van anomenar-la “l’encantada”.

—Mmm... Això és perquè els científics de l’època es van posar poetes —respon amb ironia. I afegeix:— Els següents van rebre el nom de beauty o bottom, i a l’últim de la família el van anomenar top.

Penso que és una lògica divertida i simple, davant de la complexitat de la física. Li agraeixo els aclariments i segueixo preguntant-li per altres tipus de partícules  més pesants, com ara els hadrons, ions, kaons, etc. Per a què serveixen?

—Són partícules compostes, fetes de quarks. Ja no són elementals. Ho eren quan es van descobrir, perquè no se sabia en els inicis.

Per acabar de complicar-ho, em diu que cada tipus de quark té “l’antimatèria” o “antiquark”, de manera que hi ha l’antiquark up, l’antiquark down, etc.

L’energia de l’inici de l’univers

Totes aquestes partícules que esmenta la Martine van ser creades una fracció de segon després del big-bang, a l’inici de l’univers, fa 13.700 milions d’anys

Totes aquestes partícules que esmenta la Martine van ser creades una fracció de segon després del big-bang, a l’inici de l’univers, fa 13.700 milions d’anys. Em comenta que després del big-bang l’univers es va expandir i es va començar a refredar. A l’instant van aparèixer els quarks i altres partícules elementals. Era com una sopa de partícules, que es tocaven i desintegraven, s’ajuntaven i se’n creaven de noves. “En un accelerador intentem recrear aquella època inicial, per entendre el que passa quan col·lidien entre elles”, explica.

En aquest punt m’assenyala la diferència entre els quarks i els bosons, paraula que sona pel famós científic Peter Higgs, però n’hi ha molts més. “Són partícules mediadores de les forces, com ara els fotons per a la força electromagnètica. Es podria resumir que totes les partícules elementals són o fermions —components de la matèria en què trobem els quarks i electrons, entre d’altres— o bosons, mediadors de les forces, com ara la gravetat, l’electromagnètica, etc.”, em diu.

Encara estic intentant relacionar tota la resposta, quan afegeix:

—Però el bosó de Higgs és una mica diferent. En resum, absolutament tot el que ens envolta i veiem està format de partícules.

Mentre l’escolto penso que els biòlegs investiguen l’origen dels éssers vius, però els físics de partícules busquen entendre l’origen de tot l’univers, la qual cosa encara deu ser molt més complicada.

—Vostè, el món el veu diferent de la resta de persones pel fet d’estar tot el dia pensant en quarks i fermions?

Somriu abans de donar-me una resposta, perquè potser mai abans s’ho havia plantejat.

—Crec que no. No obstant això, els físics sempre volem saber com funciona qualsevol cosa. No acceptem un argument simple, tenim curiositat per entendre’n la complexitat. Avui dia, cada cop és més difícil perquè per aprofundir, per exemple els virus i com s’han creat les vacunes, és molt complicat.

M’aturo en aquesta resposta i penso que si per a ella és complicat, com ha de ser per als que no formem part del món científic.

La física a les nostres vides

Li dic que les aplicacions pràctiques de la física de partícules no són gaire visibles a les nostres vides. Potser per això som poc conscients de la importància que té en la nostra quotidianitat.

“Actualment, a tot el món, hi deu haver uns 40.000 acceleradors de partícules”

Llavors m’explica que la majoria dels avenços de la medicina en el diagnòstic i tractament de malalties deriven de la física. “Però també intervé en el tractament de nuclears o inclús en l’anàlisi d’obres d’art. Actualment, a tot el món, hi deu haver uns 40.000 acceleradors de partícules.”

—Tants? —li repregunto.

Em sorprèn la quantitat perquè les dimensions d’aquests acceleradors són gegantines i es fan instal·lacions ad hoc per allotjar-los, com ara el sincrotró ALBA. Però cercant més informació, aprenc que molts d’aquests aparells són petits i s’empren en la medicina i la indústria. Només un 1% està destinat a la investigació. Un és el Large Hadron Collider (LHC), que fa col·lidir feixos de protons per crear noves partícules i estudiar l’origen de l’univers. I forma part del CERN, on es va crear la primera pàgina web.

“La Internet actual es va descobrir en un centre d’investigació d’energia nuclear”

—Mai he acabat d’entendre per què es va crear en un centre d’investigació nuclear, la primera pàgina web. Què té a veure una cosa amb l’altra? —li pregunto.

—Sí, la Internet actual es va concebre al CERN, el 1990. L’objectiu era intercanviar dades científiques entre diferents centres, i mira avui! El CERN també es dedica a desenvolupar noves tecnologies (informàtiques i industrials), com la física quàntica. Ja veuràs com d’aquí a deu anys, aquesta tindrà un impacte molt gran en la vida de les persones.

Explico a la Martine que l’acrònim CERN és per a mi l’origen del meu món tecnològic. L’any 1995, sent una periodista acabada de llicenciar, vaig començar a treballar al segon proveïdor d’Internet a l’Estat espanyol —Servicom, ubicat a Cerdanyola, al Parc Tecnològic del Vallès. En aquell moment, el propietari de Servicom (Eudald Domènech) va decidir emular el funcionament dels proveïdors existents als Estats Units, com America Online, i es va crear el departament de system operators (sysops). El formàvem nou professionals de diferents disciplines: economia, informàtica, enginyeria, periodisme, documentalisme, etc. Va ser un moment d’aprenentatge total i molt apassionant. La nostra tasca com a sysops consistia a “evangelitzar” telefònicament sobre les bondats d’Internet, i traduir de l’anglès el poc contingut que existia —comparat amb avui— perquè els internautes catalans trobessin l’invent interessant. El CERN —li continuo dient—, juntament amb el creador de les pàgines web Tim Berners-Lee, eren les nostres referències per explicar què era “l’autopista de la informació”, terme amb què es coneixia la Internet durant els primers anys.

—Sí, sí... En aquells anys, l’IFAE va ser dels primers dominis a Espanya perquè teníem una connexió directa amb el CERN!

El famós bosó

Seguim repassant com la ciència i la tecnologia sempre van del bracet. Ella afegeix que el bosó de Higgs es buscava des de principis dels anys seixanta del segle passat. “La teoria ja existia, però calia provar-la. No se sabia quina era la seva massa. Si no saps la massa del bosó, no saps quanta energia cal per produir-la. Per tant, si amb un accelerador no es trobava, se’n construïa un altre de més potent”, afegeix la Martine.

Mentre l’escolto penso que qualsevol reconeixement en física tarda tant que potser la persona que ha investigat tota la seva vida mor abans que es descobreixi. La matemàtica Pilar Bayer —membre també de la RACAB— em va comentar que les teories sempre serveixen per a investigadors futurs, encara que passin segles. En el cas del físic anglès Peter Higgs, encara va rebre el mèrit al descobriment, a més del Nobel el 2013.

“Es buscava el bosó de Higgs des de principis dels anys seixanta. Quan van anunciar el descobriment, el CERN va fer un acte oficial. En un moment de l’acte, a Higgs se’l veia molt emocionat i li va caure una llagrimeta”

—Ha de ser molt emocionant aquest moment, que per fi es confirmi una teoria, oi? —pregunto a la Martine.

—Higgs va venir a Barcelona i tot! —em respon recordant el moment—. Tinc alguna foto d’aquella visita al meu despatx. Quan van anunciar el descobriment, el CERN va fer un acte oficial per celebrar-ho. Jo hi era perquè va coincidir amb la meva presidència del consell ATLAS. I recordo que en un moment de l’acte se’l veia molt emocionat i li va caure una llagrimeta.

Llegeixo a la Viquipèdia que el mecanisme de Higgs va ser teoritzat en tres articles per tres equips diferents: el format pels belgues François Englert i Robert Brout; el de Peter Higgs, i el format per Gerald Guralnik, Carl R. Hagen i Tom W. B. Kibble. En el sector hi havia la disputa de qui es mereixeria el Nobel si es confirmava la teoria. Finalment, el reconeixement se’l van endur Higgs i Englert.

“Es podria comparar el descobriment del bosó amb el descobriment de l’estructura molecular de l’ADN, que és fonamental per a molts altres avenços”

Em ve al cap l’arribada de la nau Perserverance a Mart, i la sala de la NASA plena de científics, aguantant la respiració fins que per fi aterra, amb l’esclat d’emoció posterior. No s’han passat cinquanta anys construint el robot, però segur que ha estat fruit de múltiples experiments i teories. Pregunto a la Martine si veu alguna analogia amb el moment del descobriment del famós bosó. “Potser en la sensació de repte col·lectiu, d’haver-ho aconseguit després de vides senceres de treball i de dedicació. Es podria comparar també amb el descobriment de l’estructura molecular de l’ADN, que és fonamental per a molts altres avenços.”

Només tres dones fortes

Penso en la responsabilitat que comporta una col·laboració internacional que supervisa la feina de 3.000 professionals, i em faig petita només d’imaginar-ho.

—I en el moment de l’emoció col·lectiva amb el Higgs, vostè ocupa la presidència del consell d’ATLAS. Què va suposar aquella etapa professionalment? —li pregunto.

—La col·laboració ATLAS consisteix en una unió de 40 països i 170 institucions. Funciona com un país, amb el poder executiu i un parlament. Cada institut té un representant que ha de pronunciar-se en funció del debat o de les propostes que s’hagin de votar. Per exemple, per a la construcció d’un accelerador, com ha de ser de mida, potència, finançament, etc. Tot es fa per consens, i s’ha d’organitzar i coordinar molt bé.

“Fins ara, hem estat dues, les presidentes del consell ATLAS en catorze eleccions”

—Tal com ho descriu, m’imagino el Parlament Europeu, del qual cada quatre anys va canviant la presidència.

—Podria assemblar-s’hi, sí. Hi ha una constitució i regles de funcionament. No s’hi discuteix directament de física, sinó de gestió d’organització, de votacions per seleccionar responsables, etc.

—Vostè va ser-ne la primera dona presidenta?

“En física, per estar segurs de les investigacions, es fan dos experiments alhora”

—No, vaig ser la segona a ATLAS. També vaig coincidir amb la catedràtica espanyola de física atòmica Teresa Rodrigo Anoro, a qui van nomenar també presidenta del consell internacional de col·laboració CMS. A més, a l’ATLAS, una altra dona havia ocupat la presidència anteriorment. El CMS i l’ATLAS són dos experiments diferents de l’LHC. En física, per estar segurs de les investigacions, es fan dos experiments alhora. Així que les nostres posicions eren equivalents. D’aquí a un any, començarà una altra dona, però només hem estat dues, les dones escollides en catorze eleccions que hi ha hagut a l’ATLAS des del 1990.

Parlant de dones referents de la física, li esmento la física austríaca Lise Meitner, a la qual no es va reconèixer prou. El seu col·lega, el químic alemany Otto Hahn, va ser guardonat amb un Nobel l’any 1944, un treball que van fer plegats. Ella va tenir un paper clau en el descobriment i en l’explicació de la física nuclear. L’element químic número 109, el meitneri, s’anomena així en honor seu. Em cita Marie Curie, com una excepció en el seu àmbit i en l’època. “No es pensava a donar premis a les dones; eren molt poques les que es dedicaven a la ciència, eren excepcionals, per les circumstàncies de la vida.”

“No és fàcil per a una dona emportar-se la família i el marit a un altre país. En canvi, sí que ho és per als homes”

Totes les entrevistades científiques d’aquesta sèrie són també molt excepcionals, referents en els seus àmbits, que han aconseguit fites increïbles pels pocs recursos i els anys complicats políticament que els ha tocat viure. “Com podríem deixar de ser excepcionals...?”, es pregunta. “En part és una autolimitació de les dones, una qüestió de compartir una vida plena social i familiar, amb l’exigència del treball de responsabilitat. Sovint no volem sacrificar la vida personal per la feina. El preu és massa alt. I per què ho és per a nosaltres i no per a ells? Perquè la societat no està pensada perquè nosaltres puguem contribuir al desenvolupament. No és fàcil per a una dona emportar-se la família i el marit a un altre país. En canvi, sí que ho és per als homes. O nosaltres acceptem començar de zero en un lloc nou. És una suma de circumstàncies.”

Martine Bosman parla amb coneixement de causa: ella és mare de dos fills. “La meva vida és poc habitual, perquè en acabar la tesi vaig obtenir una beca al CERN, vaig treballar allà i a l’institut Max Planck. Després vaig treballar als Estats Units, al National Accelerator Laboratory de Stanford. Allà vaig conèixer el meu marit. Però durant un temps vam estar separats perquè ell va trobar plaça de catedràtic a Barcelona i jo vaig tornar al Max Planck, a Munic, on ja tenia una plaça fixa. Poc després em vaig quedar embarassada de la primera criatura i vaig plantejar-me venir cap aquí, al seu costat. Això em va significar començar de zero, lluitar per una plaça, mentre feia la criança. Moltes vegades, les dones hem de fer primer la carrera i el recorregut professional, abans de formar una família. Vaig tenir sort perquè aquí, a l’Autònoma, teníem una llar d’infants, que era fantàstica. Però l’han tancada. És una llàstima.” 

La física que ha de venir

Estem acabant i encara tinc curiositat per saber sobre les tendències per als propers anys. Els ordinadors quàntics marcaran el futur? M’explica que la quàntica serà importantíssima per a la seguretat, i l’encriptació, la computació quàntica, entre altres àrees. “La Unió Europea està invertint molts diners en nous projectes. I a l’IFAE tenim un equip dedicat únicament a explorar aquesta disciplina.” Es diu que en una dècada podria revolucionar la manera com processem actualment la informació. Però tot són encara especulacions.

—Vostè va mencionar en una ocasió que “la ciència consisteix a anar un pas més enllà del que s’ha assolit. I això impacta en la innovació”. Cap a on va la ciència del futur de la física de partícules?

“Entre la construcció d’un accelerador, fer proves i intentar demostrar la teoria, necessitem quasi una vida científica sencera. Fa un segle no era així. Els experiments es feien en un parell d’anys”

—És una mica complex explicar-ho, en el sentit que l’existència del bosó de Higgs donava resposta a diverses preguntes importants sobre l’origen de la massa de les partícules. Però queden més preguntes sense resposta, com ara l’origen de la matèria fosca. Està formada per partícules molt pesants sense descobrir? Quina massa tenen? No és clar quina hauria de ser l’energia del proper gran accelerador per poder produir-les. Cada cinc anys, la comunitat europea es reuneix per decidir l’estratègia comuna. El que hi ha ara sobre la taula és un túnel de cent quilòmetres, que és un dineral. Aquí hi intervé la prioritat de diverses branques de la ciència. És important invertir en aquestes investigacions o es poden destinar recursos a altres necessitats globals? Penso també en projectes a través dels quals fàcilment es podrien trobar solucions per aturar l’escalfament del planeta, reduir la fam al món, cuidar més els oceans o avançar en la diagnosi i els tractaments de malalties com ara el càncer... Cal que la societat consideri important la física de partícules. Històricament hi ha hagut molt d’interès. A l’accelerador actual encara li queden uns vint anys. I quin és el futur del CERN, ja estem pensant en això.

—Vostès compten per dècades o per períodes més llargs?

—Entre la construcció d’un accelerador, fer proves i intentar demostrar la teoria i explotar-lo, necessitem molts anys, quasi una vida científica sencera. Fa un segle no era així. Els experiments es feien en un parell d’anys.

—Tenen a prop un nou Higgs o altres partícules que d’aquí a uns quants anys els permetin avançar?

—No ho sabem, tot està molt més obert i és incert.

La Martine m’explica que a l’IFAE als científics els fan emèrits cap als setanta, i que a ella li toca d’aquí a poc. “M’agradaria dedicar-me només a fer anàlisi i a portar menys càrrega organitzativa.”

I penso que després de lluitar durant anys per mantenir-se en el lloc i la posició, sense parar de pujar esglaons en l’escala professional, té sentit que d’un dia a l’altre no es pugui abandonar la passió que t’ha mantingut activa tota la vida.