Ese pequeño lapso de tiempo en que todo comenzó.

Hipatía de Alejandría era una mujer adelantada a su tiempo. Tanto, que llegó a transformase en la primera mujer matemática de la que se tiene conocimiento en la historia, y considerada una pionera en el área de la tecnología. Una gran hazaña, si consideramos el contexto en el que vivió: entre el siglo IV y V DC, un Imperio Romano convertido al cristianismo gracias a su emperador Constantino, el Grande el 391, y en el que el conocimiento científico era considerado un acto de hechicería y paganismo.

Haciendo caso omiso a su entorno, Hipatía escribió sobre geometría, álgebra y filosofía, herencia directa de su padre, Teón de Alejandría, gran filósofo y matemático de la época, quien la formó para convertirla en un individuo completo según el ideal griego, un ser humano que cultiva tanto el cuerpo como la mente y reúne sabiduría, belleza y razón. Montó una escuela en su propia casa y llegó a dirigir la histórica Biblioteca de Alejandría.

Pero los ojos de Hipatía querían ir más allá. Estaban enfocados en aquellos cuerpos luminosos que robaban su atención cada vez que el sol desaparecía. Lo suyo era descubrir los secretos del Universo. Tanto era su deseo, que alcanzó a mejorar los primeros diseños del astrolabio, instrumento que permitía determinar la posición y altura de las estrellas sobre la bóveda celeste. Eso, antes de morir asesinada por fanáticos religiosos. Sí, porque lejos de ser considerada una mujer innovadora, Hipatía era vista como una hechicera pagana.

La actriz Rachel Weizs en su rol de Hipatía de Alejandría, en la cinta “Agora” de Alejandro Amenábar (2009)

Varios siglos después, y a miles de kilómetros de distancia, específicamente en Valparaíso, Chile, un grupo de alumnos de enseñanza media se aprestan a vivir una experiencia única en su tipo. Entre ellos Rodrigo, para quien la ciencia no significaba más que un par de horas pedagógicas organizadas en un horario de clases. Pero lo que iba a vivir, era mucho más que eso. Iba a formar parte por un instante del descubrimiento más importante en la historia de la humanidad.

El Centro Científico y Tecnológico de Valparaíso -CCTval- perteneciente a la Universidad Técnica Federico Santa María, cada año recibe a estudiantes de distintas instituciones educacionales, a fin de generar un acercamiento temprano de los alumnos con la ciencia. Para esta ocasión, quisieron preparar algo especial, relacionado a un acontecimiento particularmente relevante: Una masterclass sobre el proyecto ATLAS.

Rimsky Rojas, Ingeniero de Proyectos de CCTVal, también fue un alumno como los que visitan el centro. Cuando cursaba cuarto medio, se vio enfrentado como tantos otros jóvenes de su edad a decidir su futuro. Muchas ideas en mente, nada claro. Hasta que, por recomendación de sus padres, optó por estudiar Ingeniería en la USM. Jamás imaginó que esa decisión lo llevaría, años más tarde, a participar en uno de los proyectos científicos más relevantes, no solo para la institución, sino para la humanidad.

CERN

Bajo la superficie de la frontera franco-suiza, exactamente a 100 metros de profundidad, físicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) trabajan frente al experimento más grande del mundo: El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el mayor acelerador de partículas existente. Es un enorme anillo de 27 kilómetros de circunferencia con 9.300 imanes superconductores, en las que los científicos hacen chocar entre sí partículas subatómicas (principalmente protones, uno de los constituyentes del núcleo del átomo) en puntos seleccionados donde se ubican grandes detectores los que registran las partículas resultantes de las colisiones. En palabras simples, lo que este grupo de físicos está haciendo es nada más ni nada menos estudiar los elementos que componen la materia de la que está hecha el Universo, incluidos nosotros mismos.

Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99 % de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang. Sus resultados son registrados por siete detectores de partículas ubicados en lugares estratégicos del anillo. Uno de ellos es el ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS, Aparato Toroidal del LHC), de 46 metros de largo, y en cuyo desarrollo participan científicos e ingenieros de 175 instituciones pertenecientes a 38 países diferentes, entre ellos, el Laboratorio de Física de Altas Energías del CCTVal USM, dirigido por Sergey Kuleshov.

Cámara de Muones Proyecto ATLAS

Gracias a las gestiones del Dr. Kuleshov, se generó una alianza estratégica de trabajo colaborativo con el CERN para la construcción de prototipos de las piezas detectoras para el experimento ATLAS, perteneciente al CERN. Con aporte de CCTVal, además de ingresos del Fondo de Equipamiento Científico y Tecnológico, FONDEQUIP, de CONICYT, pudieron dar inicio al proyecto el 2013.

Desde un área especialmente acondicionada que comprende cerca de 85 metros cuadrados del subterráneo del Edificio E de USM Casa Central, espacio incluye tres mesas de granito, de tres toneladas de peso cada una, el equipo trabaja en el diseño, desarrollo y producción de 16 prototipos de llamados módulo sTGC (small-strip Thin Gap Chambers), parte de la Pequeña Rueda del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), dentro del detector ATLAS.

Laboratorio de Física de Altas Energías CCTval USM

“Todos estamos orgullosos de trabajar en esto ya que sabemos que es una oportunidad única el poder colaborar con el CERN. Somos el primer y único país de Latinoamérica que construye piezas íntegras que se insertarán en el ATLAS, por lo que la importancia de nuestro trabajo en el ámbito científico es grandísima”, señala Rimsky Rojas, Ingeniero de Proyectos de CCTVal y coordinador de la fabricación de los sTGC.

El prototipo que se desarrolla en USM se conoce como un cuádruple conformado por cuatro cámaras de detectores de sTGC. Cada cámara es un detector individual, integrando de esta manera 140 detectores, conformándose en un total de 36 unidades. La creación de estos permitirá mejorar la resolución y eficiencia de detección para el proyecto ATLAS y el CERN.

“Con la incorporación de estos sTGC, se podrá decir desde qué punto se originan o salen las partículas, en particular, las muones. Al momento de una colisión de partículas, este detector podrá revelar y guardar ese preciso ‘instante de tiempo’, haciendo que los demás detectores tengan la información de esa colisión en particular”, explica Rimsky.

En agosto pasado, y luego de finalizar la primera etapa de fabricación del prototipo, un equipo del CERN evaluó la pieza sometiéndola a pruebas de radiación gamma con el fin de verificar qué nivel de afectación podría tener el dispositivo al ser sometido a altura y, por otro lado, determinar su eficiencia, la que se esperaba fuera superior al 95%. Los resultados fueron tan satisfactorios dejó a Chile como pionero y única nación en Sudamérica a la hora de confeccionar estos dispositivos.

Además, permitió que la alianza USM y CERN se fortaleciera y permitiera la realización de actividades que hicieran posible el desarrollo de la actividad científica en etapas tempranas de aprendizaje. Es así como surgieron iniciativas como la invitación a alumnos de distintas instituciones educacionales de la región de Valparaíso a participar en actividades que les permita conocer, por ejemplo, el trabajo que realizan los físicos de partículas en el experimento ATLAS, el más grande de la historia. Uno de ellos, Rodrigo, tuvo la oportunidad de conocer las herramientas que los investigadores utilizan a través de un software creado especialmente con fines educativos, más simple e intuitivo, y con el que hicieron análisis de datos enviados desde el CERN. Un nuevo mundo se abría ante los ojos de Rodrigo, más allá de los libros de ciencia que leía en el colegio.

Luego de la evaluación de los prototipos por el CERN, la segunda etapa y final corresponde a la construcción y producción en masa de los 140 detectores sTGC a mediados del próximo año, y que serán sometidas a pruebas de eficiencia y calidad por la Pontificia Universidad Católica de Chile.

La labor de CCTval y su alianza con el CERN ha hecho posible potenciar el campo de experimentación para la comunidad de físicos teóricos en Chile. Su vinculación con la comunidad y alumnos de enseñanza media, permiten que jóvenes como Rodrigo, tengan acercamiento temprano con las ciencias que buscan las respuestas a las interrogantes que la humanidad se hace desde el origen del mundo.

Seguro Hipatía mira desde algún lugar de ese Universo. Porque, después de todo, somos polvo de estrellas.