Fascinante: la investigación con grandes aparatos

Sobre las nubes. Cuando se habla del Centro Alemán de Investigaciones Aeroespaciales (DLR) surgen asociaciones con imágenes espectaculares. Por ejemplo, el 12 de noviembre de 2014, cuando, a 510 millones de kilómetros de distancia de la Tierra, el módulo Philae aterrizó sobre el cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko y asombró no solo en la comunidad de investigadores del espacio. Luego de 56 horas de apasionante comunicación con el módulo, las baterías de Philae quedaron exhaustas. Desde entonces, en el Lander Control Center, los expertos del DLR esperan recibir una señal de vida del pequeño aparato sobe el lejano cometa. Esperanzas existen: la primera posibilidad de entablar un nuevo contacto puede darse a fines de marzo de 2015. El módulo necesita nueva energía, que puede ser generada entonces a partir de una aproximación de Churiumov-Guerasimenko al Sol. En estrecho contacto con la Tierra navegó por el espacio en 2014 el astronauta alemán de la ESA Alexander Gerst. Más aún que su espectacular salida de la estación espacial ISS (foto) entusiasmó su comunicación extraterrestre a través de los medios sociales. Durante los casi seis meses de estadía a bordo de la ISS, “Astro­alex” se comunicó vía Twitter con docenas de clases escolares, felicitó a la selección nacional alemana de fútbol por la conquista del Mundial y puso innumerables fotos sobre “Blue Dot”, como él mismo llamó a su misión, en Facebook. Una tercera proyecto: con menos eco en los medios, pero científicamente igualmente ambicioso, el avión científico HALO del DLR, único en el mundo, investigó en la selva pluvial de Brasil el surgimiento, el desarrollo y las propiedades de las nubes tropicales.

En el reino de las supercomputadoras. Ya sean el clima mundial, la investigación del cerebro o la energía del futuro: las simulaciones con supercomputadoras son esenciales para analizar procesos complejos. Cuanto más realista deban ser las simulaciones, más capacidad de cálculo se necesita. Uno de los ordenadores que posibilita la incursión en áreas extremas es JUQUEEN. Con 458.752 núcleos de cómputo y un rendimiento de nada menos que 5,9 petaflops, inimaginables 5900 billones de operaciones de cálculo por segundo, ocupa el octavo lugar a nivel mundial en el ranking de las 500 más potentes supercomputadoras. JUQUEEN es operado por el Centro de Investigación Jülich y trabaja con alta eficiencia energética en el marco del Programa de Investigación Supercomputing de la Asociación Helmholtz. En 2013 fueron procesados por JUQUEEN 15 proyectos europeos solo en la “Partnership for Advanced Computing in Europe”. Su enorme capacidad de cálculo se necesita también para las ambiciosas investigaciones del Human Brain Project. Se trata de un proyecto de la Unión Europea con un costo de miles de millones de euros que tiene como objetivo concentrar todos los conocimientos sobre el cerebro humano y recrearlos con ayuda de modelos computarizados y simulaciones. En el proyecto trabajan más de 80 instituciones europeas de investigación de 23 países y otros socios internacionales.

Tras las más pequeñas partículas. El Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY) es uno de los centros de investigación de física de partículas más importantes del mundo. DESY está financiado por el Estado alemán. Sus objetivos fundamentales son la investigación básica en física de partículas y la investigación con radiación de sincrotrón. Con él, los científicos investigan el microcosmos en toda su variedad, desde la interacción de las más pequeñas partículas, pasando por el comportamiento de los nanomateriales hasta complejos procesos que tienen lugar entre biomoléculas. Los aceleradores y los instrumentos de prueba de DESY son extraordinarios: el gran acelerador PETRA III está considerado el mejor anillo para la generación de rayos X; FLASH, por su parte, genera rayos ultracortos de rayos X “blandos” y hace posibles singulares experimentos. En 2017 entrará en funciones XFEL, un láser que generará los rayos X más intensos de toda la historia. Los más de 3000 investigadores invitados de 40 países, que trabajan anualmente en Hamburgo y Zeuthen, las dos sedes de DESY, que pertenece a la Asociación Helmholtz, aprecian enormemente las posibilidades casi ilimitadas que ofrecen esos grandes aparatos.

Investigación básica elemental. Una referencia casi obligada en la investigación de iones pesados es el GSI Centro Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados, en Darmstadt. Único en el mundo está considerado su acelerador de iones, utilizado anualmente por unos 1250 científicos provenientes de todo el mundo. Equipos de investigación del GSI intentan crear en el laboratorio elementos hasta ahora desconocidos. En experimentos lo lograron hasta ahora seis veces: los elementos con los números de orden 107 a 112. El año pasado lograron otro éxito: la prueba de la existencia del elemento 117 a través de experimentos en el GSI es, según la influyente American Physical Society, uno de los diez más importantes éxitos de investigación de la física en el año 2014. Cerca de la ciudad de Darmstadt se construirá en los próximos años el centro de aceleración FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research), uno de los mayores proyectos de la investigación física básica. FAIR es un singular nuevo acelerador para la investigación mediante el uso de antiprotones e iones. A partir de 2018 posibilitará a unos 3000 científicos de más de 50 países analizar por medios innovadores  las partículas elementales de la materia y el surgimiento del universo. FAIR es financiado por Alemania y nueve otro países socios.

Laboratorios flotantes de alta tecnología. No solo las partículas más pequeñas de la materia plantean todavía grandes interrogantes. También el mar esconde innumerables secretos. La gran bióloga marina Elisabeth Mann Borgese dijo una vez que la superficie de la Luna estaba mejor investigada que el mayor hábitat de nuestro planeta. Especialmente para la investigación marina han sido construidos los barcos científicos alemanes “Polarstern”, “Meteor”, “Sonne”, “Maria S. Merian”, “Poseidon”, “Alkor” y “Heincke”: laboratorios flotantes para biólogos, geólogos, geofísicos, glaciólogos, geoquímicos, oceanógrafos y meteorólogos. El más joven de ellos, con técnica de última generación, es el “Sonne”. El barco de 116 metros de largo, bautizado en julio de 2014 por la canciller federal Angela Merkel, realizará investigaciones en los océanos Pacífico e Índico. Una de sus principales tareas es contribuir a la protección de los ecosistemas e investigar el uso sostenible de los recursos marinos. La meta del primer gran viaje del barco de investigación más moderno del mundo fue la República Dominicana. Allí investiga la Fosa de Puerto Rico y los organismos que viven en sus profundidades. Los alrededor de 40 científicos a bordo cartografían además grandes partes del suelo marino en el Océano Atlántico.

Investigaciones en el hielo eterno. No están fácilmente alcanzables. Quien quiere hablar espontáneamente con ellos no la tiene fácil. Reunirse, imposible. Telefonear, también. A los nueve científicos en la posición 70°40´S, 008°16´W solo se los alcanza vía radiocomunicación. Haciendo caso omiso del frío helado y la tormentosa oscuridad durante los nueve meses que dura el invierno ártico, en la estación alemana de investigación antártica Neumayer III, sobre la barrera de hielo Ekström, se vive cómodamente. Todo lo que se necesita está a disposición. Una instalación de derretimiento de hielo, tractores oruga, incluso el rompehielos propio, el “Polar­stern”, se halla a veces en las inmediaciones. Solo 16 kilómetros separan la estación del borde de la barrera de hielo. De allí viene de vez en cuando también el abastecimiento. Una vez que terminó la jornada laboral puede salirse a observar ballenas –aunque solo con buen tiempo, lo que no es muy frecuente– o leer en la biblioteca. En esta se hallan tres ejemplares del best-seller de Sten Nadolny “El descubrimiento de la lentitud”. En equipos interdisciplinarios e internacionales, los investigadores polares del Instituto Alfred Wegener realizan desde comienzos de los años 1980 un importante aporte para la investigación del clima. Operan varios laboratorios para la medición de la radiación y de datos del clima y demuestran con cada misión en el Ártico y la Antártida que la investigación es sobre todo una cuestión de pasión y compromiso. De lo contrario, nadie querría venir aquí. ▪