Volumen 12 Nº 71 Octubre - Noviembre 2002

Casi todo el mundo concibe la física como la ciencia que explora los aspectos fundamentales de la naturaleza desde las escalas más pequeñas hasta la cósmica. Aunque es cierto que muchos físicos se ocupan de esos problemas fundamentales, otros trabajan en un amplio espectro de cuestiones básicas relacionadas con el comportamiento de materiales sometidos a temperaturas y presiones extremas, exploran materiales nuevos, trabajan con gases atómicos y estudian las moléculas y las colisiones entre ellas y con superficies. Los físicos también exploran la Tierra en la geofísica, la atmósfera en la física atmosférica y, por cierto, el cosmos en la astrofísica y la cosmología. Les interesa encontrar nuevas generalidades en sistemas complejos, de los que algunos de los mejores ejemplos pertenecen a la biofísica. Y usan su comprensión de la naturaleza para crear nuevos aparatos y aplicaciones, como las imágenes por resonancia magnética.

La invención de la mecánica cuántica en la década de 1920 permitió llegar al punto de poder descifrar el misterio de nuestros genes y de fabricar computadoras capaces de realizar un millón de millones de operaciones por segundo. Nos permitió descubrir los láseres y la fibra óptica, que son la base de la red mundial de comunicaciones a la que nos hemos acostumbrado. Desde esos años, literalmente miles de físicos han realizado importantes contribuciones a la tecnología que sustenta esas maravillas modernas.
Al mismo tiempo, los físicos han llevado los límites de lo que podemos observar a sus mínimas dimensiones y han elaborado una detallada teoría sobre los elementos constitutivos básicos de la naturaleza: los quarks que conforman el protón y el neutrón, unidos por la fuerza fuerte; los electrones que forman las capas exteriores de los átomos e interactúan con los protones por medio de la interacción electromagnética, y los neutrinos que facilitan la desintegración nuclear por medio de la interacción débil. Agregando la fuerza gravitatoria, los físicos creen que toda la naturaleza se puede explicar mediante cuatro fuerzas, y están trabajando con ahínco para unificar las cuatro en una teoría que las comprenda.

Hoy hay fuerte evidencia en favor del inicio del universo mediante una gran explosión (big bang): la radiación de fondo de microondas provee esa evidencia. Los avances de la tecnología han sido tan grandes que ahora podemos medir la anisotropía de esa radiación con la precisión de una parte en un millón y deducir las propiedades adicionales de la explosión inicial.

Dado este enorme progreso, uno podría preguntarse: ¿qué queda por entender? En realidad, hay muchas preguntas sin respuesta. Hay mucha oportunidad de descubrir nuevas generalidades en varios sistemas complejos, muchos de los cuales son de índole biológica. Dichas generalidades serán descubiertas por físicos que deseen crear principios generales que sean válidos a través de las fronteras disciplinarias. Necesitamos explorar los fenómenos que pueden ocurrir en escalas pequeñas del orden del nanometro, para poder crear equipos aún más poderosos de computación y comunicación. Aunque hemos hecho grandes progresos en la comprensión de la naturaleza en su nivel más pequeño, aún no tenemos una teoría que unifique nuestra imagen de la índole fundamental de la materia. No entendemos el balance entre materia y gravedad en nuestro universo, y creemos que hay en el cosmos materia oscura y energía oscura que deberían poder ser explicadas y permitirnos completar la comprensión de la estructura y la historia del universo.

La Argentina tiene una larga historia en física que comenzó en la Universidad de La Plata en 1909 con la llegada de Emil Bose. Esta universidad fue el mayor centro de estudios de física en la Argentina hasta la década de 1950. Entonces, las universidades de Buenos Aires y de Córdoba crearon departamentos de física. Al mismo tiempo se crearon los centros de investigación de la Comisión Nacional de Energía Atómica en Bariloche y Buenos Aires. Ahora hay departamentos en varias universidades del país.

La Argentina ha producido muchos de los excelentes físicos dispersos por el mundo y es, en este sentido, única entre los países sudamericanos. Dichos físicos han hecho importantes contribuciones a la física de partículas, física de la materia condensada, en especial a la superconductividad, a la estructura nuclear y a otros campos.

Este centro se encuentra en Buenos Aires y pertenece a la Comisión Nacional de Energía Atómica. El trabajo allí se concentra en física nuclear y física de materia condensada. Tiene una importante responsabilidad en la participación argentina en el proyecto Auger, que se comenta más adelante.

La investigación en física nuclear experimental se realiza con un acelerador tandem (TANDAR) y una de sus actividades centrales es el uso de rayos de partículas en el tratamiento del cáncer. En el centro se está diseñando una fuente de neutrones, usando el acelerador, que será útil para la terapia de captura de neutrones en boro. Y se han desarrollado varias técnicas para analizar trazas de impurezas, ya sea mediante radiación inducida de partículas, dispersión de Rutherford o espectroscopia de masas. También se está investigando sobre estados de alto spin de materiales nucleares. En general, concluimos que se hacía un uso sensato de los laboratorios disponibles.

El esfuerzo en física de materia condensada está orientado a la exploración de materiales nuevos y su estructura electrónica y vibracional. Se sintetizan diferentes compuestos y realizan numerosas mediciones de caracterización de esos materiales, desde óxidos de manganeso a compuestos de azufre y a partículas de cobalto. No pudimos dejar de advertir la falta de equipo moderno en esos laboratorios.

También se lleva a cabo en el centro una amplia investigación en física teórica. Los miembros de ese grupo son productivos en las áreas de teorías cuánticas de campo de las interacciones fuertes, caos cuántico y superfluidos en baja dimensionalidad. El trabajo sobre teoría de materia condensada cubre varias áreas, como la estructura electrónica de las transiciones de fase y la estabilidad de fase en clusters metálicos, fulleritas y manganitas. También tuvimos noticias de un programa de desarrollo de celdas solares de silicio para aplicaciones espaciales, que no analizamos.

El departamento de Física de esa universidad es el más viejo del país. Está compuesto por grupos que trabajan en temas que van desde teoría de partículas hasta espectroscopia Mössbauer y resonancia magnética nuclear. También son parte del proyecto Auger de rayos cósmicos. El departamento carece de director desde hace dos años, lo que lo convirtió en una federación de grupos que trabajan en varios proyectos de física más que en un departamento con objetivos definidos. Casi todos los profesores son ex alumnos de la misma universidad. Fueron escalando posiciones localmente o regresaron a su alma mater después de una estadía en el extranjero.

Se realiza en La Plata un esfuerzo sustancial en materiales. Sin embargo, la severa falta de equipos obliga a los investigadores a emplear solo las herramientas más rudimentarias. También se ven afectados por las demoras de los envíos en la aduana. El director del grupo de materia condensada se mostró renuente a orientarse hacia proyectos más aplicados, que serían las extensiones naturales de la ciencia de materiales, debido a que las decisiones de otorgamiento de subsidios se basan principalmente en las publicaciones.

El grupo de física teórica de partículas es bien conocido y tiene excelente conducción. Trabaja en teoría cuántica de campos, física matemática y teoría de cuerdas, y tiene fuertes vínculos internacionales. Ha producido algunos excelentes estudiantes que se encuentran ahora en universidades y laboratorios de todo el mundo. Pero igual que muchos otros grupos argentinos, este enfrenta una crisis seria, porque los salarios de los jóvenes los coloca en el límite de la pobreza, por lo que consideran dejar el país. Los físicos imaginativos y trabajadores pueden seleccionar áreas de investigación, especialmente en física teórica, en las que pueden ser competidores de primer nivel en la escena internacional, aun con fondos muy limitados. Pero son esos físicos excepcionales los que se ven tentados por el extranjero cuando las condiciones económicas locales resultan muy desalentadoras.

Finalmente, La Plata comparte responsabilidades en la implantación y operación del proyecto Auger. Tiene algún cometido con respecto al hardware pero, principalmente, se ocupa del software. Este grupo parece estar muy bien conducido y se integró bien en el esfuerzo general.

La Argentina es un país relativamente pequeño en términos demográficos y tiene problemas financieros permanentes. Las consecuencias para la comunidad física son profundas. Por ejemplo, la inestabilidad no permite que las instituciones de investigación recluten a sus miembros internacionalmente, como hacen países más prósperos. Ello significa que deben reclutar solo entre sus propios graduados y, como hay pocas instituciones, tienden a hacerse endogámicas. Advertimos que no hace mucho la Universidad de Buenos Aires había reclutado un excelente conjunto de profesores, pero casi todos se habían formado en ella y no había ningún extranjero. El reclutamiento de sus propios egresados fue una constante en las instituciones visitadas.

Otro ejemplo de las consecuencias de la pobre financiación es que hay muchos más físicos teóricos que experimentales, debido a que la física experimental es más cara. Además, debido a que no hay fondos para nuevo equipo, los físicos experimentales que trabajan en la Argentina no tienen la flexibilidad de encarar cosas nuevas y, con frecuencia, los vimos realizando el mismo tipo de experimento que se hacía hace veinte años, porque es todo lo que pueden lograr con los aparatos que poseen. Esto parece pasar menos en Bariloche, donde aparentemente se manejan mejor los recursos y se ha adquirido bastante equipo en el extranjero. Este ejemplo demuestra que la Argentina puede elegir entre financiar a unas pocas instituciones razonablemente bien o mantener un mayor número en el nivel de subsistencia. Nos resulta claro que la elección adecuada es la primera.

A pesar de todas estas deficiencias, hay puntos fuertes en la física argentina. El Centro Atómico Bariloche tiene fama internacional en física de materia condensada. Hay, además, muy buenos grupos teóricos en física de partículas en varias instituciones. Como se dijo, la Universidad de Buenos Aires ha incorporado a un excelente conjunto de investigadores jóvenes que podría causar una marca en el futuro. En Bariloche se está comenzando a trabajar en nanociencias y, aunque se trate en este momento de una palabra clave para captar financiación, hay verdaderas oportunidades de combinar dispositivos usuales en física de la materia condensada con las funciones de las moléculas biológicas, de modo que se pueden inventar tipos completamente nuevos de dispositivos y sistemas. Sería una jugada fuerte para la Argentina construir sobre las fortalezas en materia condensada que hay en Bariloche para desarrollar esta nueva área multidisciplinaria.

Hay mucha participación de físicos de varias instituciones en el proyecto Auger sobre rayos cósmicos de alta energía. Este experimento fue diseñado para estudiar una de las mayores incógnitas de la física moderna: por qué existen rayos cósmicos con energías mayores que unos 1020eV. Se trata de una colaboración internacional en la que la Argentina es reconocida y está en posición de sacar ventaja de los datos que generará el experimento. El proyecto aprovecha la ubicación única de la Argentina en el hemisferio sur. Otras áreas en las que el país tendría ventajas únicas sería en los estudios efectuados en tierra sobre el ozono estratosférico, como complemento de las observaciones hechas desde el espacio del agujero de ozono antártico, y en los diagnósticos basados en la física de los restos fósiles únicos que posee. Estos fósiles han atraído atención internacional desde los tiempos de Darwin. Descubrimientos recientes han demostrado que los dinosaurios fosilizados de la Patagonia son los más importantes del mundo, y existen recursos igualmente impresionantes de períodos geológicos más recientes. Los físicos tienen mucho que ofrecer con métodos como la datación isotópica y termoluminiscente. Si explota estas ventajas geográficas, la Argentina ganará amplio reconocimiento de la comunidad científica internacional.

Finalmente creemos que el país no financia la investigación científica solo por el desafío intelectual que representa, sino porque espera que la ciencia le permita competir mejor económicamente. Nos impresionó favorablemente el grupo de óptica de la FCEyN (UBA) y el hecho de que tiene fuertes vínculos con varias empresas. Creemos que el futuro de las instituciones como el Centro Atómico Bariloche depende de ese tipo de asociaciones y de sus consecuencias en la industria. Esto no quiere decir que todos los investigadores de un centro deban vincularse con la industria, sino que debe existir un espectro de actividades que vayan de la ciencia básica a las aplicaciones. Es importante que las instituciones faciliten a los investigadores el patentamiento de sus inventos, y que les permitan beneficiarse de ellos para estimularlos a buscar aplicaciones. En muchos países se han creado nuevos procedimientos que permiten que los científicos reciban recompensa por sus patentes. Esto ha provocado una enorme respuesta en la forma de nuevas compañías creadas alrededor de las instituciones científicas.

La historia de la investigación en física en la Argentina sufrió serios trastornos por la inestabilidad, que provocó la partida de excelentes físicos y obligó a la reconstrucción de los departamentos. La estabilidad de la década de 1990 llevó a la física a un nuevo comienzo, ahora otra vez amenazado por la crisis económica. Esta crisis puede dar lugar a una nueva gran ola migratoria de científicos de primer nivel, lo que tendría consecuencias negativas de largo plazo para la ciencia y la tecnología en el país. La crisis estaba presente en la mente de todos los científicos con los que hablamos. Recomendamos, por lo tanto, concentrarse en responder a esta situación.

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