En la frontera entre Suiza y Francia, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) impulsa protones hasta casi la velocidad de la luz a través de un anillo subterráneo de 27 kilómetros, compuesto de imanes superconductores con una serie de estructuras que incrementan la energía de las partículas a lo largo del camino.
Con ello, lo que se busca es recrear las condiciones del Universo justo después de ocurrido el Big Bang. El objetivo es responder a la más básica de las preguntas: de qué estamos hechos.
La colaboración LHCb está actualmente integrada por más de 1400 científicos, representando 85 instituciones y 19 países situados en Europa, Asia, Oceanía, África y América.
Ahora, los investigadores costarricenses se sumarán a la comunidad científica internacional que trata de responder esta pregunta desde la prestigiosa Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés).
Esto gracias a la admisión del Consejo Nacional de Rectores (Conare), con sus cinco universidades estatales, como miembro pleno en el Comité de Colaboración del LHCb. Así es, los ticos colaborarán directamente con uno de los experimentos más importantes en el mundo, precisamente, el que busca la materia oscura.
Para Rodrigo Arias, presidente de Conare, el lograr esta colaboración refleja la madurez alcanzada por el país en su transición hacia una sociedad basada en el conocimiento. “Con esta membresía se nos abren las posibilidades de investigación avanzada en un centro reconocido a nivel mundial. En Conare valoramos las grandes ventajas que nos brinda esta relación en cuanto a posicionamiento y las oportunidades que se presentan, no solo a investigadores o investigadoras sino también a estudiantes”, destacó.
¿Qué vio el CERN en nosotros? Según Arias, las capacidades de investigación de las universidades estatales, tanto a nivel individual como en su conjunto, y, sobre todo, el talento humano. “Las personas tienen la capacidad, la formación y las redes de apoyo que se necesitan en proyectos de esta envergadura”, dijo.
Un punto más: la existencia y compromiso de Conare. “El entrar a jugar en las grandes ligas de la investigación es un proyecto país. Nuestro compromiso como Conare se ve reflejado en las capacidades institucionales e infraestructura, así como en la trayectoria de las investigaciones y principalmente en el talento humano que tenemos”, detalló Arias.
Aporte tico al LHCb
El LHC cuenta con cuatro detectores que registran, almacenan y analizan la información proveniente de las colisiones de partículas. Uno de esos detectores es el LHC beauty (LHCb), el cual puede identificar partículas de más bajas energías y con mejor resolución.
Ahora bien, las oportunidades que brinda el LHCb van más allá de la física fundamental. Estas colisiones de partículas generan enormes cantidades de datos que requieren de un clúster de computadoras para procesarlos. Para ello, también se necesitan algoritmos que puedan filtrar de manera rápida estos eventos.
La idea es que las universidades ticas se sumen al equipo del LHCb que está trabajando en nuevos algoritmos, usando tarjetas gráficas (GPUs), para mejorar la recolección de datos y el análisis de los mismos en tiempo real.
Según Federico Muñoz, team leader de Costa Rica ante el CERN, la idea es también trabajar con tarjetas programables con bloques de lógica (FPGAs) que se pueden usar en inteligencia artificial o aprendizaje de máquinas. También se estarán desarrollando triggers o disparadores que permitirán “limpiar” esos datos para así separarlos del ruido.
“Esto va de la mano de la compra del clúster institucional de cómputo de alto rendimiento que precisamente es una supercomputadora de más de 1000 cores. Esta computadora no es solo para trabajo académico, esto permea a la industria directamente porque se contará con personas capacitadas que pueden llevar ese conocimiento a la empresa privada. Estamos pasando de ser usuarios de tecnología a ser desarrolladores y este es el cambio de paradigma que estamos haciendo”, destacó Muñoz.
El otro campo de trabajo es en sensores. Para detectar los diferentes tipos de partículas, el detector cuenta con varias capas de sensores y uno de estos es el fotomultiplicador a base de silicio.
El equipo que trabaja en el LHCb está tratando de mejorar la tolerancia de este tipo de sensor a altas radiaciones. Esto no solo beneficiará al experimento, sino que también favorecerá a la industria médica y aeroespacial.
Si bien se prevén intercambios con el CERN, Muñoz aclaró que la mayor parte del trabajo se realizará en el país. “No queremos solo ir allá, sino traer ese conocimiento aquí”, dijo.
Reactivación económica
La oportunidad que presenta esta alianza no solo está en capacitar a personas que luego se sumarán a la industria que apuesta por la Investigación y Desarrollo (I&D). Uno de los puntos de negociación con el CERN, según Muñoz, fue que parte de la inversión necesaria para ejecutar el proyecto se hiciera en Costa Rica.
Eso quiere decir que se estarían adquiriendo los dispositivos electrónicos en el país, por lo tanto, las empresas costarricenses podrán ser proveedoras de los componentes y, con ello, se ayudará a la reactivación económica.
Esto, a su vez, trae una serie de cobeneficios. Por ejemplo, al contar con la tecnología en el mercado nacional, se abaratan los costos de adquisición porque el mercado local provee el dispositivo y ya no se tendría que importar.
También se estaría creando un mercado local y regional, ya que muchas empresas privadas requieren tomar decisiones en tiempo real y, para ello, necesitan de algoritmos implementados en GPUs. Ese es el caso de empresas relacionadas a vehículos autotripulados, comunicaciones, criptografía, medicina, etc.
Para Arias, estas empresas pueden favorecer encadenamientos locales con potenciales empresas extranjeras que quieran invertir en Costa Rica y esa inversión foránea también se convierte en un dinamizador de empleos de calidad, aprovechando el talento humano existente en el país.
Algo más: Costa Rica es el primer país de la región en ser miembro pleno del LHCb. Eso abre la puerta a posibles colaboradores con investigadores de Centroamérica y el Caribe.
“Costa Rica puede atraer el talento humano y tecnología para Centroamérica y el Caribe”, comentó Muñoz y agregó: “A los investigadores centroamericanos les puede ser más factible venir aquí para continuar sus estudios y eso nos permite también fortalecer el doctorado, ya que se necesita más gente en el doctorado precisamente para hacer investigación”.
El siguiente paso, según Arias, es terminar el proceso de formalización con el CERN, pero —desde ya— la Comisión de Vicerrectores de Investigación está trabajando en la articulación con las cinco universidades.
Costa Rica y CERN: los cimientos de una relación
- En 2014, Costa Rica y el CERN firmaron un acuerdo de cooperación internacional que permite establecer cooperación científica y técnica en la física de altas energías.
- En mayo de 2017, dicho acuerdo fue ratificado por la Asamblea Legislativa, convirtiéndolo en la Ley Nº 9453.
- En diciembre de 2019, el entonces mandatario Carlos Alvarado visitó el CERN y expresó su interés de que el país se involucrara en las investigaciones del centro.
- En junio de 2021, Conare inició las gestiones para convertirse en miembro pleno del Comité de Colaboración del LHCb.
- Un año más tarde, el 10 de junio de 2022, el Comité de Colaboración del LHCb aprobó la admisión del Conare como un grupo de membresía plena.
