Carlos Peña Garay: «Tenemos un modelo de sociedad capaz de adaptarse con agilidad a pequeños cambios, pero cuando nos enfrentamos a un cambio drástico el sistema no aguanta tan bien»

La nueva normalidad es un programa de entrevistas de Jot Down & MINI electric que nos acerca a destacadas figuras de la cultura y la ciencia para que nos cuenten la transformación de sus proyectos tras la vuelta a la no normalidad.

Desde la ventana del despacho de Carlos Peña Garay (Vegadeo, 1968) se puede ver la Estación Internacional de Canfranc, un impresionante edificio de estilo entre modernista y art déco con una historia fascinante. A la estación se llegaba en tren desde Francia por un túnel que atraviesa el pirenaico monte Tobazo, a ochocientos metros de profundidad. Tras el derrumbe de un puente en 1970, se suspendió el tráfico ferroviario y desde 1985 aloja el Laboratorio Subterráneo de Canfranc  (LSC).

Vamos camino al LSC en nuestro MINI electric desde Zaragoza. Son ciento cincuenta kilómetros con la subida al puerto de Monrepós. Carlos nos acompaña y, tras los primeros kilómetros, ya ha hecho los cálculos de consumo y asegura que llegaremos sin tener que recargar la batería. Tras poco más de noventa minutos, nos encontramos inmersos en el impresionante paisaje pirenaico donde el LSC tiene sus instalaciones. Carlos, que dirige el laboratorio desde 2018, nos explica que allí se están desarrollando experimentos avanzados en áreas como la astrofísica y la biología de sistemas.

Carlos es licenciado en Química y doctor en Física Teórica. Mientras hacía el postdoctorado en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton contribuyó a la resolución del problema de los neutrinos solares, que condujo al descubrimiento de la existencia de la masa de los neutrinos. Carlos es un apasionado de la ciencia y también un entusiasta de los coches. Tras conversar con él de temas tan variados como la materia oscura o el proyecto de desarrollo de respiradores en los que han estado trabajando durante la crisis del COVID-19, no puede evitar volver a conducir el MINI para llevarnos hasta el túnel donde hace poco descubrió la existencia de unas arqueas extremófilas que llevan viviendo dentro de la montaña desde hace millones de años.

¿Qué es y para qué sirve un laboratorio subterráneo?

Es una instalación especial donde lo que utilizamos es la cobertura que nos da la roca. Hay dos tipos: los de acceso horizontal en el caso de aprovechar un túnel de carretera o un túnel ferroviario o los de acceso vertical en el caso de las minas. Básicamente, se trata de un espacio para alojar experimentos o instrumentos protegidos por la mayor cantidad de roca posible.

¿Cómo es la nueva normalidad en la ciencia?

Para un laboratorio como este, que busca estar protegido por una montaña para alojar estos experimentos, que haya poca actividad alrededor es lo ideal. De modo que para aquellos experimentos que estaban tomando datos, el confinamiento ha sido muy bueno. Es lo que nos transmiten los grupos experimentales, tanto NEXT, como ANAIS, etc. Los datos obtenidos son de mejor calidad. Esa es la razón por la que también los laboratorios subterráneos o centros como este son interesantes para ondas gravitacionales, es decir, para todos aquellos experimentos que busquen sucesos muy raros y donde lo que necesitas es reducir el ruido al máximo y no quieres gente alrededor. Por lo tanto, para estos experimentos ha ido muy bien. Ahora, es verdad, para todos aquellos experimentos que estaban en fase de construcción supone un retraso porque la industria asociada se ha parado, porque todos los procesos burocráticos se han detenido. Esto significa un parón y ahora reiniciar actividades.

¿La crisis del COVID puede ser una oportunidad a nivel científico e industrial para cambiar el modelo económico?

Ojalá. Desde luego, cuando hay una crisis es cuando se producen oportunidades de hacer cosas nuevas. Tenemos un modelo de sociedad que se ha optimizado para ser ágil ante cambios menores, pero ha perdido robustez cuando la variabilidad es grande. Somos capaces de adaptarnos con agilidad a pequeños cambios, pero cuando nos enfrentamos a un cambio drástico el sistema no aguanta tan bien. Esto va a hacer que al menos algún sector estratégico se prepare para afrontar crisis de este nivel. En ciencia y en particular en tipo de ciencia que hacemos aquí, no esperamos un gran cambio.

El futuro es eléctrico: la autonomía homologa del MINI electric según WLTP es de 234 kilómetros. Nosotros fuimos de Zaragoza a  Canfranc Estación, subiendo un puerto de montaña, sin problema ninguno.

¿En el LSC habéis podido colaborar científicamente en la lucha contra la pandemia?

Sí, hemos intentado que los grupos experimentales que estaban en fase de construcción y han detenido su actividad trabajaran para dar apoyo a iniciativas para la lucha contra la pandemia. En particular, el grupo «Colaboración global del argón», del que forma parte el LSC y que hace experimentos para la detección de materia oscura, ha dado apoyo al desarrollo de un nuevo ventilador mecánico para las UCI. Este grupo lo forman más de cuatrocientos investigadores y la iniciativa, denominada MVM —Mechanical Ventilator Milano—, surge en Italia. Hemos desarrollado un modelo de ventilador respirador basado en las tecnologías y en el tipo de experiencia que hay en los experimentos que alojamos en laboratorios subterráneos como son los sistemas de gases, tanto en NEXT como en los experimentos de argón. En general, en cualquier experimento con gases nobles lo que necesitas es control de presión de gases y electrónica de precisión para ese control, y justamente los respiradores se basan en eso.

Habéis usado un conocimiento generado por investigación en ciencia básica…

Ha sido muy natural trasladarlo. La labor del laboratorio en el caso es apoyar a todo el grupo de argon dark matter, apoyar y consolidar el grupo español, y luego aportar los recursos de modo ágil para que se construya el primer respirador basándose en el esquema desarrollado internacionalmente.

¿Y cuál ha sido la respuesta de la industria? ¿Ha llegado al mercado?

Sí, a través del CDTI y con la coordinación del CIEMAT, tres empresas que están interesadas en el desarrollo se han unido al proyecto MVM España. El objetivo es que este tipo de tecnología sirva para producir nacionalmente en un futuro, es decir, tener una sede, una producción española de respiradores de incluso más calidad del que hemos desarrollado. Llevamos ya más de un mes con reuniones semanales con las empresas. Las empresas de hecho ya están integradas en el proyecto MVM España, y ahora la cuestión es ver cómo se integran todas a nivel europeo de cara a hacer una certificación conjunta para que este producto se pueda usar no solo en situación de emergencia, sino que sea un producto válido para el mercado de respiradores en UCI.

¿El LSC tiene libertad para decidir si abre una nueva línea de investigación?

El laboratorio tiene una doble actuación. Una, que es la que ha tenido desde el inicio y por la que se ha constituido, que es ser un HUB. Es decir, es un centro que lo que hace es permitir que grupos nacionales e internacionales puedan unir sus esfuerzos. El valor del LSC es realmente el valor de los grupos de investigación que atrae y que desarrollan su investigación aquí. En paralelo y desde hace aproximadamente tres años, también estamos desarrollando proyectos propios del LSC que no tienen por qué estar asociados a ningún experimento concreto de ningún grupo externo. Creo que va a ser un área donde se van a producir cambios significativos durante los próximos años.

¿Tenéis capacidad para atraer investigadores? El laboratorio se encuentra en medio de los Pirineos.

A priori puede parecer que la localización juega en nuestra contra a la hora de atraer investigadores, pero yo estoy convencido de que no es así. La gente va a donde pasan cosas, y aquí se están desarrollando proyectos muy importantes.

¿Los planes regionales de investigación científica e innovación tecnológica os ayudan?

Son muy importantes. La idea es incorporar personal financiado por entidades externas y que estén residiendo aquí. Es una figura que va a crecer y de hecho creo que llegará a dotarnos del cincuenta por ciento de nuestro personal.

En este sentido, el LSC es una ICTS.

Sí, es una instalación científica y técnica singular.

¿Este sistema está implementado en otros países?

Probablemente, hay cosas similares. Existen los National Labs en Estados Unidos, donde cada laboratorio tiene circunstancias peculiares y típicamente se especializa en un área. Las ICTS tenemos unas reglas comunes y una coordinación desde el ministerio. Mi experiencia personal es que funciona muy bien. Somos centros relativamente jóvenes y realmente muy ágiles, estamos funcionando, estamos creciendo. Es verdad que los últimos dos o tres años han sido especialmente complicados porque al no aprobarse los presupuestos generales del Estado se complica la ejecución de las inversiones. Las ICTS han dado una vía nueva muy útil a la ciencia y a la tecnología en España porque aportan excelencia a todos aquellos grupos, consolidados o no, de centros de investigación.

¿Qué te ha parecido la foto de la entrevista de Pedro Duque en El Mundo?

Hay fotos mejores de Pedro Duque. Tengo que decir que estamos muy contentos con el ministro. Vino a visitar el LSC y la visita es una forma de dar visibilidad y reconocimiento al trabajo que hacemos. También demuestra tener un conocimiento más cercano de lo que está pasando en cada una de estas instalaciones que forman la red de ICTS, de las que también forman parte otras instalaciones como el Centro de Supercomputación en Barcelona. Claramente, su campo de gran experiencia es el espacio, así que seguro que será un candidato fantástico para dirigir la ESA.

¿A ti te parece que ha sido un buen ministro?

Yo diría que ha mostrado un gran interés por el estado de la ciencia en nuestro país y ha intentado hacer todo lo que está en su mano, pero mientras no haya unos presupuestos generales del Estado en el área de la ciencia aprobados por su ministerio, no sabremos realmente el alcance de su gestión. Hasta ahora lo que ha podido ejecutar es con presupuestos de 2018.

Puede ser que con la salida de Pedro Duque se fusionen ciencia y universidad en un solo ministerio. ¿Qué te parece?

Son ya unos cuantos años, décadas, y he seguido muchísimo los argumentos a favor de si universidades e investigación tienen que estar juntos o no. Y son válidas las dos opciones. Obviamente, si están por separado exigen una coordinación en aquellos temas comunes, y hay muchas áreas claramente interrelacionadas. Que ciencia vaya con tecnología e industria también es muy relevante. Ciencia e innovación le da un empuje a la ciencia que le hacía falta desde hace años, mientras ciencia y universidades se enfoca más en lo formativo. Me parece que las dos son soluciones viables, probablemente incluso son soluciones alternativamente válidas en momentos concretos.

¿Hace falta un Ministerio de Universidades?

Claro. Podemos llamarlo ministerio o lo podemos llamar dirección general, pero sí se necesita que haya una autoridad que proteja la gran libertad que tienen que tener las universidades. Un autoridad más centrada en coordinar que en regular.

¿Y que evalúe?

Sí, las universidades tienen que ser evaluadas. Una de las virtudes que tienen las universidades en este país es la homogeneidad que hay entre ellas, con una calidad media bastante alta. Incluso las que tienen menos recursos tienen un nivel razonable de calidad. Cuando tienes un sistema donde evalúas mucho más, penalizas aquellas que están en situaciones peores. Entonces, sí, se tienen que evaluar, probablemente no más sino que se tienen que evaluar mejor.

¿Cuando dices que tienen un nivel razonable, te refieres de enseñanza, de investigación?

Lo que quiero decir es que no hay una gradación excesiva de nivel, tanto científico como educativo, entre el conjunto de universidades, y eso es de un gran valor. Facilita las oportunidades de formarse a cualquier estudiante independientemente de su localización. Hay gente que no se puede permitir ir a otra ciudad a estudiar porque es una mejor universidad. Entonces, tener un sistema con una razonable homogeneidad es bueno. Si la homogeneidad lo que hace es tasarnos a todos por abajo, es malo. Y por eso es muy importante evaluar y evaluar bien.

En España, los doctores quieren acabar en el mundo académico, mientras que en Alemania o Estados Unidos prefieren el sector privado. ¿A qué se debe y cómo influye esto en la economía?

Depende un poco del área de la que hablemos. En biología sí que hay un tejido empresarial importante y muchos doctores van a la empresa privada. En otras áreas como la física es mucho más difícil, ya que no hay demanda en el sector privado, eso conduce a que los doctores acaben trabajando en el ámbito público. A nivel internacional, cuando no tienes una industria tecnológica te es difícil competir. Yo soy razonablemente optimista y espero que poco a poco vayamos mejorando esa incorporación de doctores al sector privado.

En tu época de doctorado estuviste en un movimiento que denunciaba la precariedad laboral de los doctores en el mundo académico. ¿Crees que habría que informar a los estudiantes sobre sus posibilidades y su futuro como doctores en este país?

Recuerdo todo en aquellos años, desde 1998 a 2002. No había ninguna perspectiva para los predocs. Había un sistema de becas donde cada una era diferente, algunas ni siquiera llegaban a un salario digno, y se pagaban con un retraso de tres a seis meses. Cuando las instituciones públicas quieren que la gente se organice lo que tienen que hacer es lo que nos hicieron: tratarnos mal. Entonces, la gente al final con mucha insistencia es capaz de organizarse. Yo viví los primeros cambios que puso en marcha el recientemente fallecido Rubalcaba. Se empezaron a unificar las becas tanto del Estado como de las distintas comunidades autónomas para que tuviesen unas condiciones similares y se pagasen de forma correcta. Se solicitó cambiar las becas por uno de beca y tres años de contrato. Se aprobó el dos más dos y ahora ya está en cuatro. No obstante, aún no se ha hecho lo suficiente y sigue habiendo doctores precarios.

El programa Ramón y Cajal vino para mejorar las condiciones, pero sigue sin estar bien definido y lo van mejorando con el sistema de prueba y error. También está el programa Torres Quevedo, que intenta hacer esta transferencia de doctores a la industria y ha tenido muchísimos casos de éxito, particularmente en la industria farmacéutica y bioquímica.

En ese sentido, el programa Ramón y Cajal, que es un programa de estabilización de investigadores junior, lo están recibiendo investigadores mayores de cuarenta años…

El programa Ramón y Cajal nace en 2001 cuando yo me voy a ir a Estados Unidos. Era el año 2003, haciendo un postdoc en Princeton, la información que me llegó era que iban a contratar a dos mil quinientos investigadores. Recuerdo comentárselo a John Bahcall, entonces mi jefe y una gran figura de la astronomía y la física, y me dijo: «¿Y de dónde vais a sacar a tanta gente?». Es verdad que había un tapón, mucha gente que llevaba años dando vueltas en condiciones precarias, pero es difícil que un programa lo resuelva todo en un año. Los programas tienen que ser de largo recorrido. Entonces, se contratan a un montón de ramones y cajales y cuando terminan su periodo llega una crisis económica y no los puedes estabilizar generando un daño internacional al programa. Perdimos a un capital humano espectacular. Y sobre todo provocó un gran daño de imagen. El programa Ramón y Cajal tiene que tener fechas y plazos bien delimitados, siempre los mismos, no tienen por qué cambiar en cada convocatoria.

Tú eres doctor en Física. ¿Qué tal la carrera de Física?

(Risas) Empezaré contándote que soy el décimo primero de una familia de quince hermanos y, como mi padre falleció cuando yo era joven, mis hermanos mayores, algunos buenos estudiantes, tuvieron que ayudar a la familia. Yo fui el primero en ir a la universidad. Aunque soy de un pequeño pueblo de Asturias, por razones casi accidentales, hice los años de bachillerato y COU en un centro de Valencia. En aquella época no tenía ni idea de nada salvo de estudiar, que era lo que se me daba bien. En COU, en la asignatura de Física, el profesor básicamente dedicó el noventa por ciento del tiempo a estática y dinámica, y aunque inicialmente me pareció muy divertido luego me cansó. Sin embargo, en la asignatura de Química, el profesor nos dio algunas clases de física atómica y cuántica. Y yo pensé: esto es lo que quiero hacer, e hice la carrera de Química. Según la iba haciendo, ya en segundo, me di cuenta de que igual tenía que haber hecho Físicas. Total, que terminé Químicas y empecé un doctorado. En aquella época además dormía en el laboratorio. Como me gustaban muchísimo las matemáticas me fui de oyente a algunas clases de Físicas.  Al año decidí que no seguía con el doctorado y con esta visión apasionada que tengo de la vida, me fui a hacer Físicas.

¿Por qué dejaste el doctorado?

Tuve una señal muy clara. En el verano antes de empezar el doctorado me fui a una escuela de verano en Ávila a estudiar mecánica cuántica, lo pasé muy bien. Al año siguiente hice lo mismo pero en las  Azores. Al acabar este segundo curso de verano me di cuenta de que mis compañeros del curso estaban a años luz de mí y que el año de doctorado durmiendo en el laboratorio no me había aportado nada. Entonces pensé: esto no puede ser el camino, así no puedo seguir, y me matriculé en Físicas.

¿Y te convalidaron muchas asignaturas?

De hecho esa historia es interesante. Voy el 30 de abril y pregunto por las convalidaciones, y entonces, por razones que nunca me explicaron, te convalidaban no poniéndote la nota que tenías, sino que te ponían todo aprobado. Y bueno, eso no me interesaba, yo quería buenas notas. Total, que me cambio a primero, hago los exámenes y todo me resultó muy fácil. Hice el resto de la carrera de Físicas en tres años. Y además como no tenía beca, trabajaba. Había creado fama e iba más rápido que otros y empecé a tener estudiantes de mi propia carrera. Estudiaba para mi curso pero también daba clases del curso anterior. Esto fue una formación tremenda. Y luego los fines de semana iba a trabajar a un restaurante en El Saler, y ahí aprendí toda la cultura de arroz que tengo (risas). Lo pasé muy bien en ese periodo. Por un momento pensé que ya era mayor para comenzar en investigación y me presenté a un trabajo de comercial de algo. Fui, hice una entrevista y me dijeron: mañana por la mañana empiezas. Y por la mañana me asusté y dije: no, quiero seguir con mi sueño, y entonces conocí a Concha González-García.

La entrevistamos en Jot Down.

Para mí fue determinante. Cómo puedes con la misma información elegir una cosa que te va fatal y otra cosa que te cambia la vida para bien. Fue un doctorado apasionante y me entregué completamente. Ahí fue donde me encontré por primera vez con los neutrinos.

Cuéntanos un poco la temática de tu doctorado.

Estábamos en 1998 y ese año pasa una cosa fantástica en el mundo de los neutrinos, Takaaki Kajita presentó al mundo el descubrimiento de que los neutrinos que se producen en la atmósfera a partir de los rayos cósmicos oscilan entre dos identidades en su vuelo hacia la Tierra. Esos neutrinos, si te vienen directamente al detector desde el cielo o te vienen cruzando por abajo, cambian en número para cada sabor. Para comprobarlo se utilizó un detector gigante de agua con fotomultiplicadores llamado Superkamiokande, que es capaz de reconstruir la dirección de la partícula cargada que genera el neutrino al interaccionar en el agua o en la roca de alrededor. Recuerdo que tras ese descubrimiento Concha me dijo la siguiente frase: «Ahora ya se ha demostrado experimentalmente las oscilaciones de neutrinos. Ahora quedan los neutrinos solares», y me dijo «vamos a trabajar en neutrinos solares». Y entonces se fue a Brasil. Me marcó unos deberes, unos artículos y se fue. Fue un momento muy afortunado para mí, ya que trabajé con otro estudiante del doctorado, Pedro Cunha de Holanda, con el que me entendí muy bien. En tres meses empapelamos el despacho de plots, de figuras. Concha vio esa habitación llena de papeles y dijo «estos tíos valen», y se puso a trabajar sin parar durante tres años consecutivos colocándonos en la frontera de esa área del conocimiento. Ahí es donde nos conoce John Bahcall, que nos denominó en una conferencia internacional muy importante como los «speedy spaniards».

Tú te pusiste a trabajar con dos figuras muy importantes en el campo de los neutrinos. ¿Cómo ha sido la relación con este grupo?

Los científicos tenemos algunos patrones, aunque obviamente hay mucha variabilidad. Primero, la intensidad con la que típicamente para tener éxito te dedicas a esto hace que luego te guste que te reconozcan el trabajo, y obviamente este es un trabajo en el que aunque existe una parte muy significativa de colaboración es muy importante que se reconozca la autoridad y la propiedad de tus ideas. Colaboramos y competimos, como dijo Ayrton Senna: «El segundo es el primero de los últimos». Pasan cosas muy divertidas, como cuando tienes una conversación con un jefe y primero habla de «tu idea», y el siguiente día ya es «nuestra idea», y al otro día ya es «mi idea». Esas líneas a veces no están definidas y se generan complicaciones que hacen que las relaciones entre científicos vayan variando. Esto es una forma muy suave y elegante de decir que a veces hubo relaciones un poco complicadas dentro del grupo, pero era un grupo muy competitivo que ha hecho que Valencia sea conocida a nivel internacional y uno de los centros top de física, tanto experimental como teórica en el ámbito de los neutrinos.

Si tu tesis va sobre energías solares entonces podrás explicarnos cómo brilla el Sol…

La explicación de cómo brilla el Sol tiene detrás una historia fascinante relacionada con su edad. Cómo brilla el Sol tiene que ver con cómo está emitiendo energía y por tanto, con cuánto va a durar emitiéndola. Los grandes físicos de finales del XIX creían que ya entendían todo en la naturaleza y dedujeron que el Sol funciona básicamente con las leyes de la termodinámica y, por lo tanto, conociendo el calor que está emitiendo se puede estimar su vida. La vida del Sol, se estimaba en aquella época, era de unas decenas de millones de años. Luego llega un grupo de científicos liderado por uno de los pocos grandes genios, que es Charles Darwin, y basándose en la observación de pájaros en distintas islas y otras acumulaciones de observaciones, se ponen las bases de la teoría de la evolución, y según esta estima la edad de la Tierra en cientos de millones de años. Ahí se da una de las grandes batallas para entender cómo es el Sol.

Esta historia continúa cuando llega la era nuclear y empezamos a entender que hay otra fuente de energía, que es el núcleo; entendemos cómo cambian los núcleos, cómo liberan energía, y al medir la masa del núcleo de helio se observa que falta masa, y se deduce que en la transformación de hidrógeno a helio sobra energía y que por tanto eso es una fuente de energía. Si uno ya hace los cálculos con esta nueva fuente se ve que entonces el Sol no vive en la escala de las decenas de los millones de años ni de los cientos, sino de los miles de millones, que es la edad estimada que le tenemos ahora: unos cuatro mil quinientos millones de años. El Sol brilla por mecanismos nucleares, la conocida fusión nuclear.

Entonces, parece que ya entendemos el Sol y de este modo ya no es interesante, deja de estar de moda en los años 60. En astronomía el Sol ya es un objeto conocido y están de moda las estrellas de neutrones, las grandes explosiones, otros fenómenos que se vuelven fascinantes. Pero hay un par de científicos que creen que se pueden observar los neutrinos del Sol. No les vale con la conclusión debe haber fusión, es decir, no les vale la teoría por un lado y algunos datos experimentales por otro, sino que quieren observar directamente por evidencia experimental que hay reacciones nucleares. Para eso hay que ver los neutrinos que se producen en estas reacciones nucleares. Ver directamente qué está ocurriendo. Y de hecho, ver qué está ocurriendo dentro del Sol, porque lo que vemos de fuera de él es una energía hace unos treinta mil años. Los fotones tardan en salir desde el núcleo a la superficie del Sol un promedio de treinta mil años.

El último gran avance que tenemos sobre neutrinos es del año 98, cuarenta años después de empezar. ¿Qué cosas faltan por saber?

Hay una serie de experimentos que van contribuyendo a dar más información y el experimento definitivo ocurre en Canadá, en el Sudbury Neutrino Observatory, que es un tanque de mil toneladas del agua pesada. Agua pesada cedida por el gobierno canadiense, no propiedad de experimento. Esta agua pesada tenía una propiedad que permitía observar los distintos tipos de neutrinos que venían del Sol y la suma de todos ellos. Con esos datos se descubre que en el viaje desde el Sol los neutrinos electrónicos deciden cambiar de personalidad y convertirse en los otros dos de su familia; eso se llama oscilaciones de neutrinos o conversión de sabor y de ahí se deduce que los neutrinos tienen masa. Ahora los neutrinos ya no son partículas sin masa, como predecía el modelo estándar, sino que son partículas con masa y nos tenemos que hacer la pregunta que ya hizo Majorana en los años treinta: «¿Es el neutrino a la vez partícula y antipartícula?». Y la respuesta a esa pregunta es la gran aventura que se desarrolla en el LSC de Canfranc.

Además de químico y físico eres experto en genética. ¿Cómo y cuándo se te ocurre meterte en una disciplina de la biología?

Siempre es un área que me ha interesado y en la que me he involucrado cuando he tenido la oportunidad. Tras tres cortas experiencias, al volver a España me invitan a la primera tesis doctoral que hace un estudio experimental de microbioma humano seguido en el tiempo. Aunque no entendí mucho de la tesis, me fijé en unos datos que me llamaron la atención, y en tres o cuatro días, sin haber leído mucho, sin tener mucha idea del campo, encontré una ley que me pareció curiosa. Un alumno mío de doctorado también se interesó y cambio su tesis sobre neutrinos por una sobre evolución de comunidades. Era un área que estaba en ese momento explotando y pudimos hacer algunas contribuciones muy interesantes de cómo está conectada la evolución de tu microbioma con lo que está pasando contigo, con la toma de antibióticos, ingesta de elementos externos, con tu estado de salud desde el punto de vista de obesidad, alimentación o incluso con otros estados de salud. Y es algo que puedes matematizar, que puedes reescribir con ecuaciones. Y ahí, para mí, se abrió el mundo, porque es una de las áreas en las que estoy trabajando con virólogos y con matemáticos. Se trata caracterizar este ecosistema interactuante de múltiples sistemas, con ecuaciones como se hace ahora, que son típicamente deterministas, muchas enlazadas pero incluyendo toda esta parte de la estocasticidad que dan todos los elementos que no controlas. Y esto está en la frontera del conocimiento y por lo tanto me pareció muy atractivo.

La mayoría de los experimentos que hay en Canfranc son de física, pero tu primera toma de contacto con el laboratorio fue un experimento de biología.

Yo venía con frecuencia al LSC para dar charlas y participar en eventos y el antiguo director, Alessandro Bettini, siempre me preguntaba en qué andaba metido y yo le decía que con temas de biología. Como el LSC quería crecer en otras áreas, además de la física, Bettini me animó a proponer una investigación en el área de biología. Un día caminando por el túnel se me ocurre que podía ser buena idea perforar la roca del túnel y ver lo que está viviendo ahí, y como el coste era tan bajo nos dieron vía libre. Encontramos una serie de bacterias arqueas viviendo que se quedaron aisladas cuando todas estas montañas estaban en el fondo del mar. Cuando se forman los Pirineos y desaparece el mar esa roca caliza los deja ahí, y están sobreviviendo quitándole la energía a los minerales. Son grandes supervivientes, obtienen energía tomando electrones de los metales.

¿Y esta arqueas se podrían encontrar en Marte ?

De hecho lo que se quiere hacer en Marte es perforar y ver si también hay extremófilos que estén vivos como estas arqueas. Otra de las cosas que queremos explorar, aprovechando que estamos debajo de una montaña, es una propiedad de inicio sorprendente. Sabemos que más radioactividad de lo normal daña la vida, así que se podría intuir que menos radioactividad les beneficiaría. Pues resulta que la baja radioactividad también es perjudicial para la vida. Tenemos un ruido presente que no vamos a evitar, que es el ruido que produce todo el espectro de ondas visibles y ultravioletas, que está generando toda la radioactividad y rayos cósmicos que están atravesándonos constantemente. Lo que pretendemos es que los físicos ayuden a los biólogos a trabajar en entornos controlados de radioactividad para entender cómo esta influye en los procesos celulares y, en definitiva, en la vida.

Carlos nos ha explicado cómo innovan en el LSC en la nueva normalidad, que no tiene por qué ser normal. Él la hace extraordinaria, y tú también puedes conectarte a esa corriente. La de una no normalidad conectada a un mundo más sostenible. El primer MINI 100% eléctrico es el mejor comienzo. Y empieza aquí https://www.mini.es/mini-electric


Takaaki Kajita: «El lenguaje de la ciencia es universal y con un poco de práctica aprendemos todos a hablarlo»

Es imposible no evocar la imagen de un samurái mientras Takaaki Kajita posa para las fotos, impasible como corresponde a un guerrero cuya única katana ha sido una inteligencia aguda, una curiosidad indomable y la tenacidad férrea de un soldado que se juega la vida en cada batalla. Tiene algo de personaje de Akira Kurosawa, noble, cabal y valeroso. Humilde, cálido, lacónico, no dice una palabra de más pero no escatima sonrisas y silencios cargados de significado.

Usted ganó el Premio Nobel en 2015 por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos. ¿Cómo explicaría a los lectores qué son las oscilaciones de neutrinos?

Vaya, la primera pregunta es quizá la más difícil de contestar. Tengo que pensar cómo explicarlo.

Piensa un rato, gira la cabeza a un lado y a otro, sonríe. Uno de los entrevistadores lo conoce desde hace muchos años y sabe que tras esa sonrisa Takaaki Kajita se esfuerza por encontrar una explicación sencilla y breve. Kajita es una de esas personas donde lo bueno es siempre dos veces breve.

Sabemos que hay tres tipos de neutrinos. Los neutrinos electrónicos aparecen asociados al electrón. Los neutrinos muónicos asociados al muón, que es un electrón pesado y los neutrinos tauónicos asociados al tau que es un electrón todavía más pesado. Hace más de medio siglo que se predijo que si los neutrinos tienen masa, entonces al propagarse puede cambiar de un tipo a otro. Eso quiere decir que es posible preparar un haz de neutrinos que contenga solo neutrinos electrónicos, por ejemplo, y observar que aparecen neutrinos de otras especies a medida que el haz de propaga. Se trata de un fenómeno cuántico que no tiene un análogo clásico. A este fenómeno en el que los neutrinos cambian de naturaleza a medida que se propagan a través de la materia o el vacío le llamamos oscilaciones de neutrinos.

¿Por qué decidió estudiar física?

A lo largo de la carrera asistí a clases muy interesantes en las que nos hablaban de las ideas básicas de la física. Me gustaron mucho y decidí a dedicarme en serio esta profesión.

¿Te interesaba alguna otra cosa aparte de la física antes de empezar la universidad?

Sí, entrar a física no era fácil, así que consideré otras opciones. Por ejemplo, también me interesaban la biología y las ciencias ambientales.

¿Y cómo acabaste trabajando en la física de neutrinos?

Eso fue casi accidental. Tras la universidad me encontré con mi supervisor que me ofreció la posibilidad de trabajar en el detector Kamiokande. Me gustó porque se trataba de un detector muy novedoso y decidí probar suerte.

Tras la parca explicación se esconden algunos detalles que Kajita da por supuestos. Como el hecho de que su supervisor, Masatoshi Koshiba, Premio Nobel de física en 2002, fue el pionero de la física de neutrinos en Japón. Koshiba-san tuvo la visión de construir el gigantesco detector de agua llamado Kamiokande en los años ochenta (esta foto muestra el de Super-Kamiokande, el sucesor del primer detector). Koshiba quería medir de manera independiente el sorprendente resultado de Ray Davis Jr, que encontraba un déficit en el número de neutrinos procedentes del sol. Davis medía ese flujo de neutrinos con técnicas radioquímicas en un experimento que se desarrolló durante varias décadas en la mina de Homestake, en Dakota del Sur. Koshiba construyó un detector completamente diferente, capaz de registrar directamente los neutrinos solares a partir de los diminutos chispazos de luz de Cherenkov que producían en el gigantesco tanque de agua las interacciones de neutrinos, tal como se muestra en esta figura. Kamiokande se instaló en una antigua mina de zinc, llamada Kamioka. Cuando Kajita empezó a trabajar en el proyecto, apenas llevaba unos años en marcha.

Parece que «suerte» es una palabra clave cuando se trata de investigar. A veces hay que estar en el sitio correcto en el momento apropiado. ¿Estás de acuerdo?

Así es. En mi tesis doctoral buscaba las desintegraciones del protón. No encontré ninguna evidencia de ello. Pero a cambio hicimos un descubrimiento que no nos esperábamos.

La sonrisa que casi se asoma a su rostro habría sido traviesa. Pero el Samurái toma control de la situación a tiempo.

En 1986 te doctoras. ¿Qué pasó entonces?

Pedí una beca a la Sociedad Japonesa de Promoción de la Ciencia, y no me seleccionaron.

Lo dice como sorprendiéndose y uno sospecha que lo que le sorprende no es que no le seleccionaran, sino haber llegado tan lejos a pesar de haber arrancado con cierto mal pie, algo no tan habitual en la muy jerárquica sociedad japonesa.

Entonces, Koshiba-san me ofreció un contrato temporal y decidí seguir trabajando en Kamiokande.

¿Qué ocurre entonces?

Empecé a trabajar en el ICRR. Mi proyecto principal era escribir un programa que identificara electrones y muones en el detector Kamiokande. Invertí unos dos años en ello ya que era bastante difícil y no éramos muchos.

La identificación de partículas en Kamiokande y Super-Kamiokande está basada en el hecho de que la señal que dejan los electrones (producidos en el detector por una interacción de neutrinos electrónicos) y los muones (producidos por una interacción de neutrinos muónicos) es diferente, como se puede apreciar en esta figura. El panel de la izquierda muestra la interacción de un muon, que resulta en un anillo de luz Cherenkov mucho mejor definido que el anillo que se muestra en el panel de la derecha, asociado a la interacción de un electrón. Hoy en día, resulta relativamente fácil separar ambas imágenes usando redes neuronales. Kajita y su reducido equipo no disponían de esa tecnología. Sus programas de identificación de partículas, que (con muchas modificaciones) todavía constituyen el núcleo del software de Super-Kamiokande, supusieron un trabajo monumental. Sin embargo, hicieron falta muchos años para que se apreciara lo sofisticado y preciso de estos programas, en parte debido al carácter lacónico y poco dado al autobombo de los científicos japoneses en general y de Kajita en particular.

La famosa identificación de partículas que condujo a la primera pista de la existencia de oscilaciones.

Sí. Escribí la primera versión de los programas bastante rápido, me tomó unos seis meses después de doctorarme. Para asegurarme de que funcionaban bien, empecé a analizar los datos de Kamiokande y en ese momento encontré algo extraño. Esperábamos encontrar dos muones por cada electrón y en lugar de eso encontrábamos que el número de muones y el de electrones era el mismo.

¿Y cómo lo interpretaste?

En esa época (1986) no teníamos ni idea del origen del fenómeno. Lo primero que pensé es que mi programa no funcionaba y dediqué mucho tiempo a tratar de entender dónde me había equivocado. Como no encontraba errores, me dediqué durante meses a comparar las predicciones de mi código con las imágenes que examinaba con mis propios ojos que ya estaban muy bien entrenados porque llevaba muchos años estudiando los anillos de Kamiokande. Pasamos un año entero estudiando cada detalle del programa, comprobando cada línea de código.

¡Un año!

Sí. Pensamos que el error debía de estar en algún lugar de la reducción de datos, así que decidimos escribir una reducción de datos completamente distinta. Pero no encontramos errores. Entonces Kohsiba-san me preguntó si estaba seguro de lo que hacía y yo le dije que sí, que creía que no me había equivocado. «En ese caso, publicamos», decidió Koshiba y así lo hicimos, aunque no entramos demasiado en la interpretación de los datos. Simplemente describíamos el efecto que pasó a llamarse «el puzle de los neutrinos atmosféricos».

La siguiente figura ilustra el puzle. Los rayos cósmicos que se estrellan contra la atmósfera producen cascadas de partículas en cuyas desintegraciones aparecen dos neutrinos de tipo muónico por cada neutrino de tipo electrón. Sin embargo Kajita y su equipo sólo observaban un neutrino muónico por cada neutrino electrón.

El primer artículo se publica en 1988 (1) y se adelanta, con mucha cautela la posibilidad de que el efecto fuera debido a las oscilaciones de neutrinos (2).

Así es. Fuimos prudentes, pero yo personalmente estaba muy excitado con la posibilidad de que hubiéramos descubierto oscilaciones de neutrinos y además estuviéramos midiendo ángulos de mezcla muy grandes, algo que nadie se esperaba por la época. Así que estaba muy motivado para continuar con el estudio.

¿Cómo sigue la historia?

Durante los dos años siguientes no apareció ningún resultado que confirmara el nuestro, pero en 1991 y 1992 el experimento IMB, que también estaba basado en un gran tanque de agua capaz de detectar partículas por efecto Cherenkov, anunció que observaban un déficit de neutrinos muónicos compatible con el nuestro (3). Tras estas publicaciones escribimos un nuevo artículo en el que ya se incluía el análisis de la oscilación. Desgraciadamente, Kamiokande era demasiado pequeño para establecer la existencia de oscilaciones de manera concluyente, así que tuvimos que construir un detector mucho más grande, Superkamiokande.

La sonrisa casi ingenua no parece apercibirse de la monumental hazaña que fue construir Superkamiokande, un detector que alberga cincuenta mil toneladas de agua, leído por miles de sofisticados (y descomunales) fotomultiplicadores.

¿Cuánto tiempo llevó construir Superkamiokande?

Hicimos una gran parte del trabajo en 1995. Empezamos el experimento en abril de 1996.

El detector se construyó en tiempo récord y supuso además un éxito formidable para Japón en el terreno de la colaboración internacional con Estados Unidos como socio minoritario de la empresa. Japón pasó en dos décadas de ser un país irrelevante en física de neutrinos a ser una potencia mundial.

Y dos años después tenías los resultados.

Sí, en 1998 resumimos nuestros datos y anunciamos el descubrimiento.

Uno de los entrevistadores, que por la época trabajaba en otro experimento de oscilaciones de neutrinos en el CERN, recuerda el silencio de la sala al final de la charla en la que Kajita, veinte años más joven, pero igual de sonriente y de modesto, anunciaba de manera concluyente uno de los resultados científicos más importantes y bellos de las últimas décadas.

¿Cómo es la sensación de que se ha descubierto algo importante? ¿Es algo que se va viendo día a día o hay un momento en el que uno se da cuenta?

Al principio solo tratábamos de entender un problema que se resistía. Yo pensaba que entender ese problema era obligación mía y del experimento Kamiokande. Más adelante nos dimos cuenta de que seguramente habíamos descubierto nueva física y en efecto, la sensación es exhilarante.

Durante todo el tiempo (años) en el que el efecto que usted descubrió parecía más un problema que un descubrimiento tuvo el apoyo de sus superiores.

Recibí mucho apoyo del profesor Koshiba y del profesor Totsuka y tuve mucha suerte con eso, porque si no hubieran creído en lo que yo estaba haciendo, habría sido muy complicado seguir.

El descubrimiento de las oscilaciones fue un proceso muy lento que tardó casi treinta años en confirmarse, a diferencia del descubrimiento del bosón de Higgs o las ondas gravitacionales. ¿Crees que ese es el motivo por lo que pasaron dieciséis años hasta que se te concedió el Premio Nobel mientras que en el caso de Higgs y de las ondas gravitacionales fue casi instantáneo?

No lo sé, le estás preguntando a la persona equivocada. [Risas]

¿Qué pasó tras el descubrimiento?

En 1998 todo el mundo daba por sentado que los neutrinos oscilaban, pero no estábamos seguros de algunos detalles. Así que dedicamos los siguientes años hasta 2008 a convencernos de que los neutrinos oscilan como predice la teoría.

¿Y qué pasó en 2008?

Me nombraron director del ICRR. A partir de ese momento tuve que dedicarme más a cuestiones de política científica y menos a dirigir experimentos. Por ejemplo, una de las razones para venir a España en esta ocasión es ir a La Palma, para visitar el experimento CTA, en el que el ICRR está involucrado.

Esto nos lleva a una interesante cuestión. Cuando se nombra como director de una gran institución a un científico de alto nivel se están cancelando, hasta cierto punto, sus capacidades como científico. Por otra parte, hace falta un científico de gran nivel para dirigir una gran institución. ¿Es un compromiso aceptable?

Creo que sí, que es necesario.

Otra vez el samurái que cumple con su deber sin cuestionar órdenes, porque así debe ser.

Y en 2015, de repente, le dan el Premio Nobel. ¿Se lo esperaba?

No. [risas de los entrevistadores. La casi sonrisa en el rostro del samurai no se altera.)

Pero sí sabía que estaba nominado.

Tampoco, las nominaciones son totalmente secretas.

Entonces, si no se lo esperaba, ¿cómo reaccionó a la llamada en que se lo comunicaban? ¿Qué contestó?

Estaba demasiado sorprendido, creo que solo fui capaz de decir «gracias».

Así es Kajita. Los discursos retóricos no son su fuerte, su fuerte es la tranquila certeza del deber cumplido, la absoluta ausencia de arrogancia, la dedicación a su trabajo.

¿Cómo ha cambiado su vida a causa del premio?

No sé cómo será en el resto del mundo, pero en Japón el tratamiento que se te da cambia mucho cuando tienes un Nobel. De repente recibí muchas invitaciones a dar charlas y llamadas de la prensa.

Es decir, que se ha convertido en un personaje público.

Sí.

Quién fue la primera persona a la que llamó tras saber que le concedían en Nobel?

El que fue mi director, el profesor Koshiba.

¿Qué le dijo?

Simplemente le dije que parecía ser que me habían dado el Nobel, y le di las gracias por su ayuda.

¿Y qué le dijo él?

Felicidades. [otra vez los investigadores no pueden contener la risa ante la lacónica respuesta, el samurai ni se inmuta)

¿Se trabaja igual en investigación científica en Japón que en Estados Unidos o Europa?

No podría decirlo, nunca he trabajado fuera de Japón.

Pero sí tendrás a estudiantes extranjeros.

Sí, pero los estudiantes se incorporan a mi grupo inmediatamente después de acabar sus estudios, así que no conocen bien el sistema científico de sus países. De todas maneras he trabajado muchos años con científicos de todo el mundo, en particular de Estados Unidos y Europa,pero también con españoles, como uno de los entrevistadores [Risas] o Luis Labarga, que es un científico muy activo en Super-Kamiokande. Creo que el lenguaje de la ciencia es universal y con un poco de práctica aprendemos todos a hablarlo.

¿Cómo ve la nueva generación de científicos japoneses? ¿Son tan trabajadores como los de la suya?

No veo ninguna diferencia significativa entre nuestra generación y la siguiente.

¿Y en general las jóvenes generaciones japonesas?

Tengo la impresión de que a los jóvenes se le habla demasiado de las aplicaciones de la investigación. Como ya he dicho, en ocasiones doy charlas, y la típica primera pregunta que me hacen los estudiantes de instituto es para qué nos sirven los neutrinos en nuestra vida. Y entonces intento que entiendan la importancia de la ciencia básica.

¿Hay vida más allá de los neutrinos? En mi experiencia con colegas japoneses, hay poco tiempo para dedicarse a lo que no es trabajo, y supongo que en su caso es aún peor. ¿Tiene tiempo para dedicarse a su familia, amigos y aficiones?

Sí, es un problema que tengo. Mi esposa se queja de que no estoy mucho por casa.

¿Ella es científica?

No, no lo es. Vivo cerca de Kamioka, pero mi oficina está cerca de Tokio, así que mi rutina era trabajar de lunes a viernes cerca de Tokio y pasar el fin de semana en casa. Esto lo hemos hecho durante muchos años y ya estábamos bastante acostumbrados. Pero ahora mis sábados y domingos también están bastante ocupados viajando y dando conferencias o en reuniones científicas. Así que disponemos de muy poco tiempo.

¿Qué le interesa aparte de la física?

No me queda demasiado tiempo libre, pero también me preocupan cosas como el cambio climático.

¿Está Japón planeando ganar un tercer Nobel con Hiperkamiomande?

Para eso necesitamos financiación y colaboración internacional. ¡Se trata de un detector muy caro!

¿Cuándo estará listo?

Si empezamos la construcción en 2019 creo que podremos empezar el experimento en 2027.

Japón ha ganado dos Nobel en menos de veinte años gracias a la misma máquina: el detector Superkamiokande ¿Es esta la manera de conseguir premios Nobel, invertir en una gran máquina? Revélenos la fórmula para que podamos ganar un Nobel en España.

No sé cuál es la fórmula, pero la física de neutrinos es extremadamente importante para comprender la física más allá del modelo estándar de física de partículas. De hecho, la extremadamente pequeña masa de los neutrinos parece tener una gran implicación con el propio universo. Con el inicio de todo, el Big Bang, el universo estaba a una temperatura altísima, y de ahí se producen simultáneamente la materia y la antimateria. Eso quiere decir que el número de partículas de materia y de antimateria debería ser el mismo, pero resulta que solo tenemos materia. Así que eso es un gran misterio para nuestra comprensión del universo, y los neutrinos, con su extremadamente reducida masa, podrían decirnos las razones para esta asimetría de la materia presente en el universo. Es un problema muy importante que todavía no está resuelto y para resolverlo necesitamos la nueva generación de detectores que buscan oscilaciones y también detectores que buscan desintegraciones doble beta sin neutrinos, como el experimento NEXT, en España.

La entrevista concluye con un guiño amistoso a uno de los entrevistadores. La generosidad es otro de los rasgos de un buen samurái.

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(1) K. Hirata et al, Phys.Lett.B 205 (1988) 416

(2) «We are unable to explain the data as the result of systematic detector effects or uncertainties in the atmospheric neutrino fluxes. Some as-yet-unaccounted-for physics such as neutrino oscillations might explain the data».

(3) D. Casper et al., PRL 66 (1991) 2561. R. Becker-Szendy, PRD 46 (1992) 3720.