Arturo Fernández Téllez es un talentoso físico, cuya brillante trayectoria dio inicio en la Preparatoria “Enrique Cabrera Barroso”, de la Universidad Autónoma de Puebla (uap), allá por los años de 1979-1980, en donde conoció a quienes despertaron su pasión por la ciencia. Estos jóvenes maestros eran, en su mayoría, estudiantes de los últimos semestres en las carreras de física y matemáticas, de la antigua Escuela de Ciencias Físico-Matemáticas de la uap (ecfm-uap). Fernández Téllez tuvo la fortuna de “bautizarse” con el doctor Eduardo Cantoral Uriza, uno de los pocos profesores con grado de doctor en la ecfm-uap. Cantoral había concluido sus estudios de doctorado en la Universidad de California, con sede en Santa Bárbara, y se había orientado a la fenomenología de la física de altas energías.
“A mis escasos 17 años de edad, ese curso me impresionó y marcó rotundamente”, afirma Fernández Téllez. También en ese año conoció al joven matemático francés Ricardo Florac, quien realizó su servicio social-militar dando clases en México. Él lo introdujo en el complejo y fascinante mundo de las matemáticas. “Me enseñó la belleza y la utilidad que tienen las matemáticas en la física. Durante toda mi carrera de Física en la uap, tuve excelentes maestros, entusiastas y con deseos de transmitir sus conocimientos de manera honesta”, dice Fernández Téllez.
Un paso importante fue su ingreso al Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), fundado por Arturo Rosenblueth a su regreso de Harvard. El Departamento de Física lo echó a andar ni más ni menos que el legendario matemático-físico polaco, Jerzy Plebañsky.
Para septiembre de 1987 inició sus estudios de doctorado en dicho semillero, trabajando inicialmente con el notable doctor Arnulfo Zepeda. Con su ayuda y la de Roberto Martínez, estudiante de Medellín, Colombia, publicó su primer artículo de investigación sobre “anomalías triangulares y álgebra de corrientes”, en el contexto del modelo estándar de las partículas elementales. Más tarde, junto con sus tutores, implacables y generosos al mismo tiempo, Miguel Ángel Pérez Angón y Alfonso Rosado, publicó un par de artículos sobre la producción de Higgs cargados en teorías supersimétricas. Empezó a ser reconocido en un medio muy exigente, por lo que, a principios de 1991, inició su trayectoria como investigador teórico-fenomenológico de altas energías, en espera de conseguir una estancia posdoctoral en algún centro de investigación extranjero.
“Un año antes de terminar el doctorado pude conseguir un puesto de profesor de tiempo determinado en mi Alma Mater, la EFCM-UAP”, agrega “y me inicié en la docencia en 1990. Así que pasé el último año del doctorado viajando entre el DF y Puebla. Fueron tiempos complicados, pues además tenía que atender a mi esposa Patricia e hija Natalia que había nacido en 1989 (Paty y yo nos casamos en junio de 1998)”.
La beca posdoctoral nunca llegó, aunque sí apareció la oferta de su colega, Gerardo Herrera Corral, quien acababa de culminar sus estudios de doctorado en el Deutsches Elektronen Synchroton (DESY), localizado en Hamburgo, Alemania. La propuesta consistía en realizar una estancia posdoctoral en el Fermilab, cerca de Chicago, y trabajar en un experimento de altas energías bajo la dirección de Jeffrey Appel. Así inició su etapa como físico experimental en el proyecto E791, durante el otoño de 1992. “Optar por esta última alternativa ha sido una de las mejores decisiones de mi vida”, afirma. Durante su estancia en Chicago, hasta mediados de 1994, aprendió las técnicas experimentales y se familiarizó con el lenguaje y tecnicismos de la física experimental de altas energías.
En la primavera de 1996 recibió un correo electrónico del Dr. Arnulfo Zepeda. Le hablaba sobre los trabajos de organización y preparación del proyecto de construcción del Observatorio Pierre Auger, el cual requería de una extensión de tierra muy grande para colocar detectores de “cascadas de partículas”, generadas por rayos cósmicos extremadamente energéticos.
Era necesario encontrar un sitio en el hemisferio sur y otro en el hemisferio norte para cubrir todo el rango de visión de la bóveda terrestre. Aunque se trataba de diseñar, construir y analizar datos de eventos de colisión, como los que había trabajado en el Fermilab, la situación era muy distinta, “pues en el caso de los rayos cósmicos —dice— el haz de partículas no es controlado por el ser humano y el punto de impacto entre el rayo cósmico y alguna molécula de aire es completamente aleatorio, tanto en la región espacial de impacto, como en el tiempo de ocurrencia”.
Una vez más, el doctor Fernández se encontraba ante la posibilidad de iniciar otra aventura científica con nuevos retos y la enorme oportunidad de participar en una empresa científica que “iniciaba de cero”, pero en la que “tendríamos la posibilidad de tener un papel de liderazgo científico, con altas responsabilidades dentro del grupo de trabajo”.
Fue necesario conversar con colegas de varias instituciones mexicanas y discutir con el líder internacional del proyecto Pierre Auger, el profesor James Cronin, premio Nobel de Física en 1980, para que el grupo de la uap se incorporará a lo que él denomina “ese maravilloso proyecto”. “Nuestro grupo —agrega— participó en la selección del sitio de observación en el cono sur, que resultó ser un paraje en la pampa amarilla, con cabecera en el municipio de Malargüe, cercano a la ciudad de Mendoza, Argentina”.
También intervinieron en el diseño y construcción de los llamados Surface detectors, unos enormes tanques de plástico, llenos de agua inmaculada, similares a los toneles de Rotoplas que vemos en las azoteas de las casas mexicanas, equipados con sensores de luz ultravioleta (PMT-photomultipliers tubes) que se colocan estratégicamente en el interior del tanque, a fin de captar la tenue luz emitida por las partículas con carga eléctrica de alta energía y velocidad relativista, las cuales cruzan el agua contenida en estos enormes tanques. En los laboratorios de la buap se diseñaron varias técnicas de detección y caracterización de este tipo de detectores, y el equipo poblano participó en la colocación y puesta en marcha de la red de detectores de superficie del experimento Auger, que cubre un área de 3 000 km2 de extensión, allá en Malargüe, Argentina.
Todo este trabajo, comandado por Cronin y James Watson, profesor británico de la Universidad de Leeds (homónimo del legenadrio genetista y descubridor del ADN), junto con científicos argentinos, brasileños, europeos y asiáticos fue recompensado con la publicación de más de un centenar de artículos científicos que describen las propiedades físicas de los rayos cósmicos más energéticos jamás detectados, cuya energía muchas veces resulta mayor a la de los haces de partículas que se generan en los enormes aceleradores de partículas instalados a lo ancho y largo del planeta, incluido en más poderoso, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en Ginebra, Suiza. En efecto, la energía de los rayos cósmicos primarios que detecta actualmente el Observatorio Pierre Auger (OPA) es cinco órdenes de magnitud mayor que las partículas aceleradas por dicha máquina.
En la primavera del año 2000, el OPA tuvo una reunión con agencias financieras en el prestigiado Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN), localizado en las afueras de la ciudad de Ginebra. “Representando a la BUAP, tuve la oportunidad de visitar este laboratorio y conversar con Karsten Eggert, notable investigador alemán, conocido por su trabajo en el descubrimiento de los bosones W y Z, a inicios de los años de 1980”. Karsten fue uno de los principales colaboradores del carismático Premio Nobel de Física de 1984, Carlo Rubbia, líder del experimento UA1, el cual reportó señales definitivas de la existencia de dichos bosones vectoriales. Con su descubrimiento se sentaron las bases experimentales del Modelo Estándar de la Materia, una teoría sumamente exitosa.
“Eggert había propuesto hacer un experimento”, nos cuenta Arturo Fernández, “llamado CORAL ( A COsmic RAy experiment in and above the LHC) que emplearía detectores de partículas tipo cámaras de arraste (drift chambers), usados previamente en los experimentos ALEPH y DELPHI del acelerador LEP (de electrones-protones, predecesor del LHC) a fin de detectar rayos cósmicos de muy alta energía que pueden atravesar decenas de metros en roca sólida y alcanzar las cavernas de los experimentos del LHC. Dada mi experiencia en experimentos de colisionadores (Fermilab-E791) y rayos cósmicos (Observatorio Pierre Auger) la propuesta científica de Karsten me atrajo fuertemente, pues, además de profundizar mi conocimiento en la física de los rayos cósmicos, tenía la oportunidad de incorporarme a los trabajos del acelerador LHC, la máquina aceleradora de partículas más poderosa del mundo”. Como se sabe, esta máquina es una fuente de grandes descubrimientos, por lo que atrae a los principales físicos de partículas elementales, quienes proponen experimentos con las más ambiciosas metas científicas. “Junto con un par de estudiantes de posgrado”, continúa “en el otoño del año 2000 me incorporé a la construcción de prototipos de CORAL y tuve la fortuna de colaborar, codo a codo, con Karsten Eggert. Dada la pertinencia de las ideas científicas emanadas de CORAL, nuestro grupo de la BUAP y el grupo de Karsten Eggert en el CERN propuso la búsqueda de ciertos eventos de rayos cósmicos (cosmic muon bundles) en el experimento ALICE-LHC del CERN. Este tipo de eventos, muy raros, habían sido detectados en el experimento ALEPH-LEP y fueron considerados como una de las primeras señales de una nueva física.
La propuesta consistía en construir un sistema capaz de detectar partículas con carga eléctrica producidas por rayos cósmicos primarios de muy alta energía, capaces, como se dijo, de atravesar roca sólida, más de 50 metros de ella. El detector fue llamado ACORDE (A COsmic Ray DEtector for ALICE-LHC), mientras que la propuesta científica incluía estudiar paquetes de muones y detectar las cascadas de partículas cósmicas que podían ser confundidas con partículas producidas en las colisiones de núcleos atómicos en A Large Ion Collider Experiment (ALICE).
“Tuve el honor de presentar esta propuesta ante la colaboración internacional ALICE en la primavera del 2002”, continúa. “Incluía la incorporación de grupos del Cinvestav, ICN-UNAM y la FCFM-BUAP, con cinco investigadores de las dos primeras instituciones y cuatro estudiantes de posgrado de la BUAP. Después de dos años de intenso trabajo y mucha presión, preparamos prototipos del detector ACORDE, así como diversos estudios sobre la pertinencia de este detector y el estudio de fenómenos de astropartículas en ALICE. A mediados del 2004 esta colaboración incorporó nuestra propuesta al programa científico del experimento, dando entrada oficial a mi grupo de trabajo de la FCFM-BUAP a ALICE-LHC. Al mismo tiempo, mi participación en el PAO, que había bajado de intensidad desde 2001, finalizó”.
