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Opinions personals de membres del CEHIC i alumnes de postgrau

juny 09 2016

BIG SCIENCE AND THE LARGE HADRON COLLIDER Un artículo de: Gian Francesco Giudice

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En este breve ensayo analizaremos el artículo Big Science and the Large Hadron Collider realizado por un investigador del CERN Gian Francesco Giudice en 2012.
El título del artículo nos haría pensar que existe una parte importante en el texto el cual hablará sobre el CERN. Sin embargo, analizaremos que en realidad su artículo va más enfocado a describir algunas características de los proyectos a gran escala denominados Big Science (BS).

El autor hace mención que la BS es un fenómeno que inicia con el Proyecto Manhattan, una idea que no es del autor propiamente, más bien proviene de las concepciones de Hughes (2003), quien en su libro sobre Big Science y el Proyecto Manhattan menciona como este tipo de proyectos fueron el inicio de una nueva forma de hacer ciencia en los laboratorios. Entre las características que menciona Hughes para definir la BS podemos encontrar aspectos como la colaboración entre diferentes disciplinas, es decir, entre el trabajo interdisciplinario de ingenieros y físicos. Él menciona también que dentro de este proyecto se estableció una nueva relación entre ciencia y sociedad creando una nueva forma de realizar investigación científica, que establece un enlace entre la actividad científica y el estado.

Los proyectos a gran escala en realidad no empezaron aquí como tratan de denotarlo Hughes y Giudice. Price (1986) ya había definido este término en los años sesenta como aquellos proyectos o construcciones monumentales que requirieron grandes equipos, como los observatorios astronómicos Ulug Beg en Uzbekistán o la creación de esfuerzos internacionales en el siglo XVIII con la observación del tránsito de Venus.

Existen otras definiciones, que deberían tomarse en cuenta además de la que refiere el autor, quien define a la BS como una herramienta de la ciencia moderna que necesita grandes inversiones, para la construcción de equipos e instrumentos especializados, controlados por grupos de trabajos multidisciplinarios.

Ortoll, et al. (2014) realizan un estudio sobre cómo medir los trabajos de colaboración científica en big science y mencionan que la idea del BS no debería hacer referencia exclusiva al tamaño de los equipos y su composición, sino que representa también una forma de plantear grandes preguntas de investigación que generalmente están financiados por los gobiernos, agencias internacionales y grandes consorcios.

Posiblemente una de las mayores problemáticas al definir BS, no solo por Giudice (2012) sino por otros autores, es el conflicto epistemológico del contexto reduccionismo y constructivismo de la ciencia, los cuales no deberían ligarse a términos Small Science y Big Science, como se menciona en el artículo, más bien el autor debería auxiliarse de las teorías de Price (1986) para dar un mejor contexto del BS.
Por ejemplo, para Price la BS es un conjunto de ciencia básica denominada “Little Science” que puede crecer y transformarse en Big Science, la cual a la vez produce pequeñas líneas de investigación, es decir que el proceso puede ser reversible.

Tomando en cuenta estas definiciones, extraeremos una pregunta que ya antes había realizado Alvin Weinberg (uno de los más duros críticos de la BS) y que retoma Giudice en su artículo ¿Debería la sociedad apoyar los grandes proyectos de investigación básica en ciencia?

Históricamente ya se impulsaron proyectos a gran escala en la Segunda Guerra Mundial promoviendo a la ciencia más allá de las fronteras académicas. Por un lado, la ciencia estaba teniendo un impacto crucial en la sociedad y por el otro, estaba exigiendo más recursos financieros que se estaban consiguiendo en las periferias con el objetivo de adquirir los equipos más grandes y especializados. Principalmente los proyectos que se financiaban iban encaminados a la defensa nacional, característica que no agradó a la comunidad científica y que falta enfatizar en el artículo de Giudice (2012). Hay que mencionar que un porcentaje de esta sociedad opina que este tipo de relación ciencia-estado, conlleva a desviar el objetivo y valores principales de la ciencia, que son, los de resolver problemas de la humanidad (Weinberg, 1967).

También hace falta aclarar que la BS no sólo involucra proyectos en áreas como la física de altas energías como los sincrotrones y ciclotrones, también podemos observar proyectos involucrados en áreas como las astronomía estelar, que requiere herramientas como son los telescopios con resoluciones ópticas potentes. Un ejemplo, es el Hubble Space Telescope, un proyecto cuya inversión fue de alrededor de 2.5 miles de millones de dólares (Creus y Canals, 2014). Este telescopio no sólo es considerado como una herramienta de investigación dedicada a los estudios científicos de la naturaleza, también es un instrumento capaz de construir puentes entre los esfuerzos científicos y el público. Su objetivo no se limita a trasmitir imágenes con alta resolución del espacio, sino también despertar la curiosidad por el conocimiento astrofísico del universo.

Otro ejemplo, es el Human Genome Project con un costo inicial de 2, 700 millones de dólares y que incluyó la participación de instituciones internacionales. Una de las peculiaridades de este proyecto, fue que demandó de varias disciplinas además de la genética y las técnicas de bilogía molecular. Se requirió de especialistas en técnicas de programación para incrementar aplicaciones que desarrollaran las múltiples secuencias encontradas. Ante este panorama, se desenvolvieron infraestructuras sobre el tratamiento de datos, y se utilizó un recurso que pocos proyectos tenían, que fue el tiempo (Creus y Canals, 2014).
Existen muchos proyectos BS, y el LHC (The Large Hadron Collider) construido en el CERN también fue uno de ellos. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos. Se encuentra a 100 metros bajo tierra en un túnel de 27 km de circunferencia y se considera la máquina más grande jamás construida.
Está conformada por 9300 imanes que aceleran dos haces de protones en direcciones opuestas a velocidades cercanas a la luz, son los superconductores que ayudan maniobrar con mucha precisión estos haces. Trillones de protones dan 11,000 vueltas cada segundo hasta los puntos donde colisionan, recreando las condiciones iniciales de nuestro universo. Trabaja a 271 grados bajo cero, utiliza 120 toneladas de helio y 10,000 toneladas de nitrógeno líquido. Fue un proyecto que tuvo un costo de alrededor de 3 mil millones de euros (Fernández y Miralles, 2013).

Proyectos como los que hemos mencionado no solo tienen que traducirse en recursos económicos e infraestructura a gran escala, también debe reconocerse que esta forma de hacer ciencia ha incrementado la forma de realizar colaboración científica, aportando recursos intelectuales multidisciplinarios y culturales. No obstante, es importante también conocer el planteamiento realizado por la contra parte económica, por ejemplo, cómo las inversiones económicas para estos proyectos afectan a la economía de un país, o si los científicos a partir de estos proyectos pierden el objetivo principal de la ciencia y sólo se dedican a formular patentes y productos, y por último, si el objetivo de la BS se limita al prestigio nacional.

Alvin Weinberg es quien realizó alguna de estas críticas en 1961, mencionando que la ciencia estaba tendiendo hacia construir no sólo maquinaria cada vez más grande, sino instituciones mucho más complejas, creando científicos administradores que dictaminan que hacer y cómo hacer las investigaciones, provocando la burocratización de la ciencia. Weinberg en su momento planteaba tres preguntas: la primera ¿La BS es la ruina de la ciencia? ¿Es la ruina financiera? y ¿Por qué deberíamos desviar todos los esfuerzos en temas BS?
Aunque él expone sus argumentos, Giudice nos da otra perspectiva, focalizando a la BS como una herramienta costosa para resolver problemas humanos y no como un instrumento de desmantelamiento de las tradiciones y metas científicas. El autor menciona que es sólo un proceso necesario que ayuda a resolver problemas establecidos sin cambiar los principios y pasiones que derivan de los científicos, al contrario, se ha incrementado un esfuerzo por conocer el mundo que nos rodea, aunque eso también implica conocer la forma de manipular nuestro entorno y gastar grandes sumas de dinero.

Además hay que tomar en cuenta que los proyectos de BS no solo son costosos por los equipamientos, también debe analizarse la parte de mantenimiento, personal, recursos, etc. Giudice apunta que es difícil fijar un precio exacto y significativo sobre el valor del conocimiento y del impacto cultural de los descubrimientos, sobre el deseo humano de entender los principios de la naturaleza y descifrar el universo. Un argumento bastante debatible por que habría que delimitar quienes son los actores que definen lo que es un valor cultural.

La BS no es solo investigación, es también una herramienta de enseñanza que crea oportunidades para los estudiantes que quieren especializarse, a través de programas de becas para estudiantes de todo el mundo como los que ofrece el CERN. Gracias a eso muchos físicos de distintos países han logrado fortalecer la disciplina en sus centros de trabajo, mejorando las técnicas y las formas de investigación.

Para concluir, el contexto del artículo no trata de definir un proyecto de BS como es el LHC, más bien se enfoca a darnos un breve recorrido histórico sobre la BS, la cual historiográficamente creo que le faltan muchos autores y definiciones, entre ellas las de Dominique Pestre (2003) sobre las problemáticas de los proyectos científicos relacionados con la industria y la nación, quienes dieron soporte a muchos proyectos BS.

Además el autor no resalta la importancia que ha tenido la BS en el fomento de la cultura de colaboración internacional como lo hace el CERN. Por ejemplo el proyecto ATLAS de este centro de investigación ha involucrado más de 3000 investigadores de unas 170 instituciones procedentes de 40 países y presenta una gran complejidad organizativa. En el 2012 se detectó en ATLAS la partícula conocida como el bosón de Higgs, lo que constituyó la colaboración del modelo estándar de la física de partículas elementales y llevó a la concesión del premio Nobel de física en 2013 (Abad y otros, 2012).

El artículo de Giudice ofrece un panorama general de la BS que nos puede ayudar como introducción en el tema, pero como una fuente de documentación sobre el LHC, deja mucho que decir.

Abad. G. Abaiyan, T. Abbot, B; Abadallah J; Abdel Khalek, S. (y otros). (2012). “Observation of a new particle in the search for the Estándar Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC”. Physics Letters 716(1). 1-29 p.

Creus Amalia, Canals, Agusti. (2014).”Desarrollo profesional e intercambio de conocimiento en los grandes experimentos científicos”. ”. Revista Española de Documentación Científica. 37(4). 1-10 p.

Dominique Pestre (2003). “2. Los años 1870–1970 en perspectiva. Entre tecnociencia, industria y Estado-nación”, en Ciencia, dinero y política. Ensayo de interpretación Buenos Aires: Nueva Visión. 43–75p.

Fernández Vidal, Sonia; Miralles, Francesc (2013). Desayuno con partículas: La ciencia cómo nunca se ha contado. Barcelona: Plaza & Janés

Giudice Gian F. (2012). “Big Science and the Large Hadron Collider”. Physics in perpective. 14: 95-112.

Hughes, Jeff. (2003). The Manhattan Project: Big Science and the Atom Bomb. London: Icon.

Ortoll, Eva; Canals Agusti; García Montserrat; Cobarsi Josep. (2014). “Principales parámetros para el estudio de la colaboración científica en big science”. Revista Española de Documentación Científica. 37(4). 1-11 p.

Price, Derek J. de Solla. (1963) Little Science, Big Science. New York: Columbia University Press.

Weinberg, Alvin M. (1967). Reflections on Big Science. Cambridge, Massachussets: MIT Press

Yonadxandi Manriquez


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