El experimento asturiano que podría revolucionar la física cabe en una mesa

Santiago Folgueras decidió tomar hace cuatro años "un pequeño desvío" en la línea de investigación de su grupo, el de Física Experimental de Altas Energías de la Universidad de Oviedo, y optar por una ERC, la mayor ayuda que concede la

Unión Europea

a científicos. No lo consiguió a la primera (en 2019), pero sí a la segunda, y hoy justamente empezará a trabajar en el laboratorio en un proyecto que podría revolucionar la física. El Consejo Europeo de Investigación le concedió este verano una "Starting Grant", que en financiación se traduce en 1,5 millones de euros para los próximos cinco años, por su propuesta para mejorar el sistema de filtrado del detector CMS, del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN).

El CMS, que es la máquina más compleja del mundo, con 21 metros de largo –el equivalente a un edificio de siete plantas– y 14.000 toneladas de peso –dos veces más que la Torre Eiffel–, está en pleno proceso de renovación, dentro de la puesta en marcha en 2030 del nuevo acelerador de partículas LHC, con el objetivo de captar un mayor número de colisiones y descubrir procesos físicos que ayuden a comprender mejor el universo. Uno de los retos de esta macroobra es mejorar el sistema de filtrado del CMS. La máquina produce 40 millones colisiones por segundo, pero no se pueden guardar todas las imágenes. En 2030, el CMS tendrá que ser capaz de seleccionar solo 750.000. Las mejores. "Si perdemos algo, lo perdemos para siempre para la física", resalta Folgueras. De ahí, lo trascendental que es que el sistema de filtrado funcione muy bien. Cada imagen almacenada es una oportunidad para resolver los grandes interrogantes del origen del universo.

El ovetense se ha propuesto que la máquina también identifique nuevas partículas que den respuesta al origen del universo

Y ahí es donde entra el físico ovetense. Dentro de su proyecto "Intrepid", probará un nuevo sistema que permitirá al CMS "retratar" –o esa es la idea final– aún mejores colisiones que las actuales y guardarlas en el disco duro. Folgueras pone un ejemplo: "Ahora mismo el sistema y sus algoritmos están entrenados para una hipótesis: que todas las partículas provienen de un punto de colisión. Nosotros queremos romper con esa hipótesis y buscar partículas desplazadas, que viajan solas. Si las detectásemos –no se sabe si existen– estaríamos hablando de nueva física". El proyecto es arriesgado, porque nunca antes se había probado a mirar las colisiones desde otras ópticas. "Y esto es algo que las líneas tradicionales de financiación no cubren", precisa Folgueras. Por eso, su empeño por lograr una ayuda del ERC.

Pero, ¿cómo se consigue esto? Aplicando chips que ya se utilizan en el ámbito de las telecomunicaciones que permiten programar redes neuronales en milisegundos. El problema es que el CMS tiene que tomar esas decisiones de selección de imágenes en microsegundos, así que Folgueras y su equipo tendrán que hacer que funcione esa tecnología a una escala en el tiempo mil veces inferior a la actual. De conseguirlo, y a diferencia del sistema actual de filtrado, se podrán utilizar algoritmos más sofisticados y realizar operaciones más complejas, y todo eso daría lugar a una mayor precisión. "Ahora mismo, el sistema trabaja con redes neuronales, pero hay que simplificarlas mucho. Con los chips que proponemos, vamos a poder trabajar con redes neuronales sin simplificaciones y poner algoritmos más complejos", detalla el investigador.

Para probar todo esto, Folgueras diseñará un equipo que "cabe en una mesa", consistente en dos o tres tarjetas electrónicas conectadas con fibra óptica. A la vista, el experimento no será nada llamativo, pero a nivel interno puede suponer una revolución. "Si funciona, habrá que ver luego cómo integrarlo en el experimento CMS, pero eso ya queda fuera del proyecto. No obstante, estoy seguro de que, si tiene éxito, conseguiremos financiación para ello", afirma.

Folgueras habla en plural, porque no estará ni mucho menos solo en este proyecto. De hecho, lo primero que tendrá que hacer hoy es buscar personal. Con los 1,5 millones de la ayuda del Consejo Europeo de Investigación cuenta contratar a cuatro investigadores: dos postdoctorales, uno predoctoral y un ingeniero que se encargue del rediseño de los chips. "A finales de año deberíamos estar trabajando a pleno rendimiento. Quiero contratar a gente super experta y para ello posiblemente tenga que buscar fuera de Asturias, aunque no será fácil, porque la

Universidad de Oviedo

, en comparación con los sueldos que aportan otras universidades extranjeras, no es nada atractiva", analiza.

Solo tres tienen una ERC

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