viernes, febrero 21, 2020

LA ESTELA DEL HIGGS

LA ESTELA DEL HIGGS

Carlos Lacasta*

Investigación y Ciencia, septiembre de 2012

Los avances técnicos que cosecha la investigación en física de partículas redundan en beneficio de la medicina nuclear.

El pasado 4 de julio, los físicos del CERN, el laboratorio europeo de física de partículas, anunciaron el descubrimiento de una nueva partícula. Esta parece seguir el guión de lo que para ellos es el modelo, o teoría, estándar y bien podría ser el bosón de Higgs: una perturbación del campo de Higgs o, de forma profana, el éter del siglo XXI que inunda lo que llamamos el vacío.

Es un momento histórico para la física de partículas en especial y para el conocimiento humano en general, ya que, tanto si se trata del Higgs como de cualquier otro bosón, la observación corresponde a un nuevo tipo de partícula o, incluso, de materia. Constituye, además, el último requerimiento del modelo estándar que reproducía, aunque sin explicarlos, casi todos los fenómenos que ocurren alrededor de las partículas elementales. Más allá de este bosón hay solo conjeturas, más o menos elegantes, y, por supuesto, todas las sorpresas que la naturaleza nos depare. Más acá, siempre nos queda preguntarnos si algún día podremos contestar como lo hizo Faraday al político que le preguntaba para qué servía la electricidad: «Sir, un día podrá usted gravarla con impuestos››.

No creo que sea esa la respuesta que podamos dar hoy respecto a la utilidad de este avance científico. Pero tampoco podemos olvidar los casi cincuenta años que ha costado dar con la esquiva partícula desde que se postuló como mecanismo generador de la masa. Numerosos experimentos llevados a cabo en diversos aceleradores la han buscado. Pero solo en los dos últimos se pudo acotar la que, de existir, debía ser su masa si todo estaba dictado por la hasta ahora infalible «tiranía›› del modelo estándar. Casi cincuenta años, de los cuales treinta se han dedicado a diseñar, desarrollar y construir el LHC y los grandes detectores que, operados por más de cinco mil científicos, han hecho posible este descubrimiento. Es en esta estela tecnológica que deja tras de sí medio siglo de investigación básica donde podemos hallar la respuesta al «¿para qué sirve?››, sin olvidar la satisfacción que produce resolver los misterios del universo y saber que la humanidad, pese a todo, ha dado otro paso hacia adelante.

Uno de los campos que más puede beneficiarse de la «estela›› del Higgs es el de la medicina nuclear. Sin sostener que la física nuclear y de partículas se halla detrás de los grandes avances en medicina nuclear, hay que reconocer que estas disciplinas han estado siempre muy ligadas. Sobre todo desde que, con los primeros aceleradores de partículas empezaron a crearse los radioisótopos artificiales que se han venido empleando a modo de terapia y que, además, se hallan en la base de la obtención de los radiotrazadores, o radiofármacos. Estas sustancias constituyen la piedra angular de la obtención de imágenes para el diagnóstico oncológico. Se adhieren a regiones del cuerpo humano donde se llevan a cabo determinadas funciones metabólicas. Marcadas con un isótopo radiactivo que emita partículas, pueden emplearse para señalar las zonas del organismo afectadas por un tumor. Solo tenemos que ser capaces de detectar las partículas emitidas. Es precisamente eso, la detección de partículas, lo que se ha estado desarrollando, en la frontera de varias técnicas, durante la construcción de los detectores del LHC. Este conocimiento generado facilitará el diseño de detectores que permitan reconstruir imágenes con gran resolución y en tiempo real. El propósito es que estas imágenes de gran calidad puedan obtenerse incluso en presencia de campos magnéticos muy intensos; ello permitirá simultanear la imagen metabólica con la estructural y, por tanto, combinar estos métodos con resonancias magnéticas nucleares o tomografías axiales computarizadas (TAC) en tiempo real.

También cabe destacar los avances en radioterapia. La radiación ionizante constituye una de las armas disponibles para combatir el cáncer. Destruye el ADN de las células cancerígenas, especialmente sensibles a estos ataques, pero también daña, aunque en menor medida, las células normales. Se buscan, por tanto, otros métodos que no dañen las células que rodean los tumores tratados. Una de estas alternativas consiste en usar haces de hadrones, en concreto, de iones de átomos como el carbono o el hidrógeno (protones). Nos referimos a la hadronterapia. Estas partículas poseen una masa muy superior a la de los electrones o fotones que emplea la radioterapia tradicional. Y ofrecen una clara ventaja: depositan su energía de forma muy localizada, sin apenas dañar las zonas circundantes, ni siquiera las que atraviesan antes de liberar su «carga de profundidad››. El CERN coordina una red europea de investigación sobre la hadronterapia que desarrolla los aceleradores proveedores de la radiación terapéutica, los bancos de tratamiento y las técnicas que permiten monitorizar el proceso en tiempo real, para asegurar que las partículas del haz depositan su energía en donde deben y no en otro sitio.

Si la Red nació en el CERN como consecuencia de la búsqueda de otro bosón, el Z, me gustaría pensar que la estela tecnológica que deja tras de sí el descubrimiento del nuevo bosón –quién sabe si el de Higgs− nos traerá, con paciencia, nuevas sorpresas y aplicaciones.

*Carlos Lacasta, experto en medicina nuclear, es investigador del Instituto de Física Corpuscular de la Universidad de Valencia y el CSIC.

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