El doctor en materia oscura que más claro lo tiene

La materia oscura está ahí, y determina cuanto ocurre a su alrededor. Desde la evolución de las galaxias al devenir del Universo. Es el 80% de lo que lo conforma, y a pesar de los esfuerzos científicos sigue siendo una gran desconocida. Quizá porque existen fuerzas poderosas que mueven al mundo, y a las personas, pero no son tangibles, medibles ni analizables. Es el caso de la constante prueba error que busca aprehender esa materia oscura, o la de un investigador brillante en la materia que ha optado por la docencia para encontrar el hueco en el que atender sus muchas curiosidades. Un paso valiente, quizá incomprensible para muchos, que responde a una forma de pensar que ya se manifestó precoz en su formación y que mantiene hoy en día. Con una máxima: todo puede cambiar.

Juan García Ferreras es ahora profesor de Física y Química en el Instituto Padre Isla de León. Fue número 1 de su promoción en las oposiciones a docente. Como había sido el mejor estudiante de Ingeniería Técnica Industrial, en la modalidad de Mecánica, en la Universidad de León. Como destacó completando la carrera superior y sus estudios de Física en España y en Conneticut, en Estados Unidos. Como realizó su tesis doctoral sobre la ‘Búsqueda de materia oscura en asociación con pares de quark top en el experimento CMS’, en la Universidad de Cantabria en 2018, después de trabajar en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Partículas (CERN).

Rodeado de familiares y amigos íntimos dedicados en la investigación puntera por todo el mundo, García Ferreras puso sus ambiciones personales por delante de su potencial investigador y hoy muestra con orgullo similar su investigación en el enigmático universo de la materia oscura que las verduras que cultiva con mimo en su huerto del Órbigo. La docencia le permite escapar de tanto en tanto a lomos de su caballo para concentrarse después en escribir sus vivencias, «Mi abuelo me decía que yo, en realidad, tenía alma de periodista».

Con apenas 21 años ya desvelaba clarividencia para buscar su destino y un carácter poco dado a convencionalismos. De su excelente currículum decía que ser un «deportista de las buenas notas» no te convertía en un gran hombre, y que la de científico no es la profesión mejor valorada. Ya entonces tenía muy clara la delimitación de la materia tangible con la oscura en su futuro: «Hay que programar bien, asegurar los recursos y tener claro a qué grado de éxito aspiramos».

No descarta nada en los próximos años. Pero los ojos le brillan diferente cuando explica que una de sus aspiraciones es recorrer su particular ‘Viaje a la Alcarria’, y trasladar con entrega el periplo del Nobel a su propio lenguaje.

A lo que sí da rienda suelta el profesor García Ferrero es a su faceta divulgadora. Organiza en los institutos leoneses conferencias con científicos de renombre, y él mismo se esfuerza en relatar a sus alumnos el camino que ha recorrido la investigación sobre el lado más desconocido de la evolución del universo, sobre la llamada ‘partícula de Dios’, y sobre lo muchísimo que aún se nos escapa. No se priva de dar a sus charlas algún toque novelesco. Es el científico brillante, el hombre pragmático, el escritor incansable. Una mezcla poco común.

En sus charlas sobre la materia oscura el doctor en Física repasa los primeros experimentos y las instalaciones que se necesitaban entonces para disparar partículas, así como los pioneros (y las pioneras, a las que presta gran atención) que investigaron en este campo misterioso y desconocido. «Nada que ver con lo que se fue necesitando más tarde, cada vez más potencia».

La divulgación explica los aceleradores de partículas a partir de los tubos de rayos catódicos de las antiguas televisiones; y cómo se ha pasado de «los laboratorios que cabían en una habitación» a las grandes instalaciones actuales, que ocupan kilómetros cuadrados bajo el suelo. También analiza el experimento CMS, uno de los que trabaja en la búsqueda de la materia oscura en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, Large Hadron Collider). «Desde la caverna, que es como se llama al espacio subterráneo que lo alberga». Es un gran detector de partículas que se va montando capa por capa, como una cebolla, para formar un gran acelerador. «Tiene tanto hierro como el portaaviones Príncipe de Asturias, unas 11.000 toneladas. Pero el hierro sólo sirve para construir un imán a más de 100 metros bajo tierra». En el experimento las partículas salen del centro del detector y van atravesando diversas capas. Dejan información en cada una de las capas sobre la identidad de las partículas y la energía que transportan.

«Al final, explica a los alumnos García Ferreras, la investigación es como una novela policíaca. Es como tratar de ver un corzo en un gran rebaño de ovejas. Hay que ir quitando elementos que sobran. Primero los perros, luego las ovejas, los carneros, las cabras,... Hay que ir paso a paso, retirando lo que para nosotros es basura hasta poder ver lo importante». Eso hace que los experimentos se salden en la mayor parte de los casos sin avances aparentes.

El bosón de Higgs

Así transcurrieron décadas de investigación hasta que en julio de 2012 (acaban de cumplirse 10 años) se produjo un descubrimiento sobre la materia oscura. Fue lo que se llamó ‘ la partícula de Dios’, que valió el Premio Nobel y el Príncipe de Asturias a Peter Higgs y François Englert.Desde entonces no se ha encontrado ninguna partícula más que permita avanzar en el Gran Colisionador de Hadrones.

Sin embargo, la búsqueda de la materia oscura se ha mantenido e intensificado. «Está claro que es una parte constituyente del universo, cuatro veces más abundante que la materia ordinaria. Sólo que no refleja ni absorbe radiación electromagnética, y aparentemente sólo interacciona gravitacionalmente», explica el doctor en Física. «¿Por qué sabemos que hay materia oscura? Por las evidencias».

La primera, «por las curvas de rotación de las galaxias. Por sus dimensiones sabemos la masa luminosa, y por tanto la velocidad a la que giran las estrellas. Cuando giran más rápido es porque existe una masa oscura, que no vemos. Si sólo tenemos en cuenta lo visible tendrían que recorrer un camino, pero hacen otro. Esa diferencia es la materia oscura, y es la primera evidencia de su existencia».

La segunda se encuentra en los cúmulos de galaxias. «En función de la luz que emiten conocemos su masa, y en función de ella calculamos la velocidad a la que tendrían que moverse. Cuando contrastamos ese cálculo con la realidad vemos que se mueven más rápido. ¿Por qué? Porque hay algo que las impulsa. Es la materia oscura».

La tercera evidencia se produce «cuando tenemos grandes grupos de masa que con capaces de transformar la trayectoria de los rayos de luz. Es la interpenetración de las galaxias, existe una fuente de gravedad que curva la luz que viene de atrás, pero ella misma ni emite ni refleja ni absorbe esa luz».

Por último, se dan evidencias como la estructura filamentosa a gran escala del Universo, que permite caracterizar patrones; u otras de carácter cosmológico «más complejas de explicar».

En todo caso lo que queda claro, según explica García Ferreno, es que «si la materia oscura es una partícula debería de ser eléctricamente neutra, pues de otro modo emitiría, absorbería o dispersaría la luz; fría, pues de otro modo no se hubiese formado la estructura que observamos y no bariónica. En todo caso es muy poco interactuante con otras partículas de materia oscura, pues las observaciones muestran que grandes volúmenes interpenetran con facilidad». Y otra cuestión que siguen tiñendo de misterio las investigaciones: «Jamás se ha visto la materia oscura».