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Enrique Zas: Discurso como padriño na investidura como Doutores Honoris Causa da USC de James Cronin e Alan Watson


Excelentisimo Sr. Rector Magnífico, excelentísimos Vicerrectores, excelentísmas autoridades  universitarias, miembros del Consello Social, profesores, colegas, maestros, familiares y amigos:

Es un grandísimo honor para mi pronunciar la “laudatio” de los profesores James W. Cronin y Alan A. Watson antes de ser  investidos Dr. Honoris Causa en la Universidad de Santiago, una gran distinción académica por su investigación y su contribución al progreso de nuestra Universidad.

Quiero agradecer a los miembros del grupo de Astrofísica de Partículas, a los del Departamento de Física de Partículas y del Instituto de Altas Enerxías de Galicia, a la Facultad de Física, al equipo rectoral encabezado por el Rector Magnífico, al Consello de Gobierno y al Claustro de esta Universidad por haber recibido tan favorablemente esta propuesta, y que de este modo podamos hoy llevar a cabo este evento tan memorable.

Estamos en esta ocasión concediendo tan alta distinción a dos físicos excepcionales que han dedicado su vida a la experimentación en Ciencia Básica, y muy singularmente en el campo, todavía emergente, de la denominada Astrofísica de Partículas, una disciplina en la frontera entre la Física de Partículas, la Astrofísica, la Cosmología y la Astronomía, que se beneficia de las muy avanzadas técnicas de la Física de Partículas para estudiar nuevas formas de radiación procedente del Cosmos. De esta rica simbiosis interdisciplinar surgen nuevas observaciones tanto de los fenómenos más violentos y más lejanos del Universo como de la estructura de la materia a las distancias más pequeñas. Una disciplina que cierra un círculo imaginario entre lo ínfimo y lo más grande.

La Ciencia Básica surge de la curiosidad del hombre por comprender los fenómenos que observa en la  Naturaleza, y juega un papel fundamental en el desarrollo de la inteligencia de la especie, algo que ha sido potenciado por la selección natural del ser humano como el gran científico Charles Darwin propuso. De la curiosidad surgen preguntas, las respuestas las da la Naturaleza y es la labor de científico diseñar las condiciones que permiten obtener las respuestas a través del método experimental. La Física, madre de todas las ciencias, ocupa un lugar primordial en esta aventura hacia la comprensión de la Naturaleza y por si fuera poco, ha representado un continuo estímulo y motivación para muchos desarrollos de las matemáticas. La aventura experimental surge de esa búsqueda de las condiciones idóneas para obtener las respuestas a nuestras preguntas [, y en  ocasiones no sólo figurativamente hablando, sino que la aventura es literal como ocurrió en los viajes de Darwin. ]

La ocasión es particularmente afortunada ya que 2009 corresponde a dos importantes efemérides científicas. Es el 200 aniversario del nacimiento de Charles Darwin padre de la teoría de la evolución de las especies y el 400 aniversario de las primeras observaciones astronómicas con el telescopio de Galileo Galilei, un gran científico que confirmó que el sistema solar era heliocéntrico. Estos son dos avances considerados como de los más importantes de Ciencia Básica, más que por sus aplicaciones, que las tienen, por el hecho de que indagan sobre dos de las inquietudes más antiguas y profundas del ser humano: Cuál es su origen y cuál el del Universo en el que está inmerso. La observación de las cuatro grandes lunas de Júpiter, Io, Europa, Ganímedes y Calisto, pueden considerarse como el primer y gran paso hacia el posterior desarrollo de las Astronomía, cuando el hombre comienza a liberarse de las limitaciones su órgano natural, el ojo, y desarrolla el ingenio construyendo nuevos instrumentos para observar cada vez más y mejor el Universo.

La revolución de la física de comienzos del sigo XX fue sin duda una de los mayores avances de la ciencia: la teoría de la relatividad desarrollada por Albert Einstein y la de la mecánica cuántica desarrollada entre muchos, por Heisenberg, desencajaron la imagen clásica y mecanicista del Universo que había prevalecido hasta entonces, y dieron lugar a un sinfin de desarrollos posteriores, en  los más diversos ámbitos, desde la electrónica hasta el Origen del Universo; es decir desde Internet hasta la reciente comprobación experimental de que el espacio a nivel cosmológico es euclídeo. Los rayos cósmicos descubiertos por Victor Hess en 1912, tras una aventura ascendiendo en globo a 5000 metros de altura, jugaron un papel importante y a veces olvidado en esta revolución ya que fueron, y lo siguen siendo, la fuente de las partículas más energéticas detectadas por el hombre y permitieron en la primera mitad del siglo XX el estudio de la Física Nuclear y de Partículas. Victor Hess fue galardonado con el premio Nobel de Física en 1936 compartiéndolo con Carl Anderson por descubrir el positrón y confirmar así la existencia de antimateria, uno de los grandes descubrimientos gracias a los rayos cósmicos .

La excelencia de la investigación de los profesores James Cronin y Alan Watson ha sido reconocida con anterioridad. James Cronin recibió del premio Nobel de Física y otras distinciones entre las que destacan la medalla nacional de ciencia, la de la orden de Lincoln, la medalla JP Wetherill del Instituto Franklin y la condecoración de la legión de Honor en Francia. También ha sido investido Dr Honoris Causa en las universidades francesas de Pierre y Marie Curie y de Franch Comté, y en la politécnica de Nova Gorica, en Slovenia, y ha recibido distinciones académicas equivalentes entre otras en la Universidad de Leeds, en la de Nebraska y en el Dedman College. Es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU, de México y de Rusia, de la Academia Americana de Ciencias y Artes, de la Sociedad Americana de Física - en el seno de la cual presidió la División de Física de Partículas- y de la Sociedad Filosófica Americana. Pero su labor no se ha limitado a la investigación, como suele ocurrir con los grandes científicos que crean escuela, sus cualidades como maestro son excepcionales, como se constata en el hecho que, en 1994, recibiera de la Universidad de Chicago la distinción a la excelencia en la docencia del grado.

Alan Watson es una referencia en el campo de la Astrofísica de Partículas y por ello ha formado parte como experto y asesor en más una decena de comités internacionales relacionados con decisiones de investigación en Astrofísica de Partículas, entre los que destacan el Consejo de Investigación en Física de Partículas y Astronomía del Reino Unido, donde fue director del Comité de Instalaciones en Tierra y miembro del Comité de Astronomía, fue consejero de la Agencia Espacial Europea para el grupo de Física Fundamental, director del grupo de Astrofísica de Partículas del Instituto de Física y miembro del Comité PANAGIC de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (IUPAP). Forma parte del consejo editorial de una de las principales revistas de instrumentación y fue editor de de la primera revista especializada. Así mismo ha sido miembro o director de los comités científico internacionales de un gran porcentaje de los congresos realizados en el campo en todos los continentes. Ha sido distinguido como Fellow del Instituto de Física, de la Real sociedad de Londres y del Consejo de Investigación y ha recibido títulos honorarios en muchas y prestigiosas instituciones como las Universidades de Chicago y de Edinburgo.

Tras estudiar en la Universidad Metodista del Sur la trayectoria investigadora de James W. Cronin comienza con el doctorado en Física Nuclear en la Universidad de Chicago. Después fue al Laboratorio Nacional de Brookhaven donde diseñó un detector para estudiar la simetría de paridad en los sistemas de hiperones, partículas inestables que se crean en las colisiones de los aceleradores. La simetría de Paridad (P) hace referencia a que la física es invariante cuando se hacen inversiones de coordenadas, algo similar a la simetría que existe entre un objeto y su imagen especular. El experimento se trasladó a Berkeley donde se llevó a cabo con éxito y, en 1958 el Dr Cronin obtuvo un puesto en Princeton donde desarrolló un tipo de detector de partículas llamado cámara de chispas y otro instrumento, un espectrómetro, que fueron posteriormente utilizados en varios experimentos que profundizaban en las simetrías de las partículas elementales. En 1963 reutilizando el espectrómetro, descubrió con Val Fitch la violación de la simetría CP, es decir un combinación de la simetría de Paridad y la simetría de Conjugación de Carga C, que hace referencia a las transformaciones de materia en antimateria. Hasta entonces se creía que la combinación de estas dos transformaciones eran una simetría exacta. La trascendencia del descubrimiento es muy grande ya que demuestra que materia y antimateria son distinguibles de forma absoluta y puede ayudar a explicar porqué nuestro Universo está dominado por materia, algo que todavía no está completamente entendido. Por este descubrimiento recibió, con Val Fitch, el premio Nobel de Física en 1980.

Poco después dos eventos marcaron el comienzo de la Astrofísica de Partículas, la detección  en 1983 de una señal procedente de Cygnus X-3, un sistema binario con emisión de rayos X, y posteriormente el descubrimiento de los neutrinos procedentes de la supernova 1987A por un detector que había sido construido para averiguar si el protón se desintegra. Los neutrinos son partículas elementales muy elusivas y por ello eran y siguen siendo las más desconocidas. A pesar de que fueron muy pocos los neutrinos detectados éste fue un resultado muy relevante, ya que permitió establecer límites a sus propiedades, además de servir para confirmar la teoría del colapso estelar en las explosiones de supernovae. Por otro lado las detecciones publicadas de Cygnus X-3 sugerían nuevas formas de materia. En consecuencia varios físicos de partículas desplazaron su interés a este campo. El Profesor Cronin fue uno de ellos y diseñó con un grupo pequeño un detector para observar Cygnus X-3. El experimento le llevó a concluir que una las preguntas abiertas más relevantes en el campo es el origen y la naturaleza de los rayos cósmicos de las energías más elevadas. Esta era una nueva pregunta que necesitaba un nuevo proyecto. Es precisamente en este proyecto donde su trayectoria converge con la de Alan Watson.

Por su parte, el profesor Alan A Watson había estudiado en Edinburgo, Escocia, donde hizo un doctorado en física clásica. En 1964 se trasladó a la Universidad de Leeds al departamento de Física y Astronomía y desde entonces permaneció vinculado a esta institución hasta hoy en día. Allí empezó a trabajar con el Profesor JG Wilson en un prototipo que llevaba dos años y que explotaba técnicas de detección de partículas para observar chubascos atmosféricos, unos fenómenos descubiertos en 1938 por el famoso físico francés Pierre Auger, que se producen por las colisiones de partículas ultra energéticas con los nucleos atómicos que constituyen la atmósfera. El grupo acababa de recibir la financiación para construir el detector completo consistente en 230 detectores repartidos sobre una superficie de 12 km^2. Watson jugó un papel primordial en la construcción del detector que durante un tiempo fue el de mayor relevancia, y asumió importantes responsabilidades en su gestión. Cuando JG Wilson se retiró, el prof Watson tomó el liderazgo del experimento y fue responsable del desarrollo de la mayoría de las técnicas de análisis que sirvieron para determinar el espectro de rayos cósmicos y constituyeron un referente durante más de 15 años.

En 1983 utilizó este detector para buscar radiación gamma de Cygnus X-3 y participó después en un detector similar en el Polo Sur para detectar rayos gamma de otros sistemas binarios de rayos X. A raiz de una estancia sabática en el observatorio Whipple de Arizona en 1994, contribuyó a las primeras detecciones de rayos gamma procedentes de Núcleos de Galaxias Activos por una técnica distinta, los telescopios Cherenkov, que registran la luz emitida por chubascos atmosféricos. Muy recientemente la técnica de telescopios Cherenkov ha sido mejorada hasta convertirse en una auténtica nueva rama de la Astronomía, lo que constituye un importante éxito de la Astrofísica de Partículas. Basándose en las observaciones hechas con su experimento, Alan Watson escribe en 1990 que es necesario construir un detector de al menos 1000 km^2 de superficie para estudiar los rayos cósmicos más energéticos lo que presentaba un enorme desafío experimental. Estas partículas tienen un interés adicional porque se deduce que apenas se desvían en los campos magnéticos del espacio y por tanto su dirección de procedencia puede aportar información de relevancia astronómica.

A partir de 1991 los intereses de ambos investigadores confluyen al plantearse la misma pregunta. ¿Cuál es el origen y qué son los rayos cósmicos más energéticos? Los Dr Cronin y Watson llegaron a la conclusión que era necesario un detector de 5000 km^2 y comenzaron los estudios de viabilidad y diseño. La propuesta conllevaba un serio problema técnico, pues requería sincronizar miles de detectores repartidos en esta gran superficie con una precisión próxima a una cienmillonésima parte de un segundo, sin cables, al que se consiguió encontrar una solución desarrollando los sistemas de telecomunicaciones inalámbricas que estaban en pleno auge en aquel momento. Durante los siguientes años bajo la dirección de ambos investigadores se fueron discutiendo y solventando tanto los detalles técnicos de concepto, desde qué tipo de detector y qué tecnologías utilizar hasta los más prácticos, como dónde ubicarlo y cómo financiarlo. Para ello surgió La Colaboración Pierre Auger que, por el empeño de ambos, tuvo un carácter muy internacionalista y una destacable pretensión de involucrar también a países en vía de desarrollo. Es una de las muestras de la gran talla humana de ambos investigadores.

De forma natural varios países iberoamericanos Brasil, Argentina y México, que ya tenían tradición en el campo de los rayos cósmicos, pasaron a formar parte de La Colaboración. No cabe duda que esto fue una atractivo adicional, ya que estos países tienen una relación especial con nosotros y particularmente con Galicia. Durante este tiempo la posibilidad de que se pudiesen realizar observaciones astronómicas llevó a la propuesta de un Observatorio con dos sedes una en cada hemisferio, de forma que complementasen la observación de la bóveda celeste. En 1995 James Cronin organizó un taller de trabajo de seis meses de duración en Fermilab para decidir los detalles del detector y así terminar el proyecto de diseño. Poco después la Colaboración decidió Argentina como ubicación para el Observatorio del hemisferio sur en una reunión en París en la sede de la UNESCO, que brindó un apoyo importante al proyecto en esta primera etapa. En esa misma reunión James W Cronin y Alan A Watson fueron elegidos de forma unánime como directores del proyecto. Al año siguiente España presentó una candidatura para construirlo en Tierra de Campos aunque poco despues en una reunión de colaboración en Argentina, se tomó la decisión de ubicar el observatorio del hemisferio norte en EE.UU.

La fase de construcción comenzó con la ubicación Sur del Observatorio en 1999 que no se completó hasta Agosto de 2008 en un simpático pueblo de origen indígena mapuche (araucano) llamado Malargüe, al pie de la cordillera andina en la agradable provincia de Mendoza. En este pequeño y aislado pueblo la primera prioridad fue desarrollar toda la infraestructura necesaria, desde la sede del Observatorio hasta un centro de convenciones. Los detectores se empezaron a distribuir en 2002 en un prototipo, que sirvió para corregir pequeños problemas de diseño ultimar detalles y hacer la prueba definitiva de viabilidad, y a partir de 2004 empezó la construcción que terminó en agosto de 2008. El proceso de toma de datos fue continuo durante la construcción y los primeros resultados salieron a la luz en 2007. La comprobación de que la radiación más energética estaba correlacionada con los Núcleos de Galaxias Activos cercanos, publicado en la revista Science, fue el más significativo, pues sugiere el preámbulo de una nueva Astronomía. Ahora está pendiente la siguiente fase del proyecto que prevé la construcción del Observatorio Norte.

Este acto que ahora tiene lugar es singular en varios aspectos, concretamente es la primera vez que en esta Universidad tiene lugar una única ceremonia de investidura simultáneamente para dos personas que comparten desde hace una casi veintena de años un objetivo común que es precisamente lo que los vincula con nuestra Universidad: el Observatorio Pierre Auger. Dos trayectorias diferentes que han desembocado en una gran empresa que involucra a más de 400 científicos de más de cien instituciones repartidos en 18 países. Una aventura tras la que se ha conseguido un nuevo instrumento para observar el Cosmos, el mayor y más preciso jamás construido para la observación de rayos cósmicos ultra-energéticos: el Observatorio Sur, inaugurado en Malargüe el 14 de Noviembre de 2008.

Recuerdo cuando conocí al profesor Alan Watson en un taller especializado en 1994 en Colorado:  él presentaba el proyecto del Observatorio a la comunidad de Astrofísica de Partículas, y mencionó que una de las posibles ubicaciones era España. Como es usual el azar jugó un papel importante. Al terminar la charla me acerqué a preguntarle al respecto y amablemente me sugirió que  siguiese profundizando en el tema.  A partir de entonces, comenzó la vinculación con el proyecto del pequeño grupo que yo dirigía, vinculación que quedaría formalizada mucho después, con la entrada oficial de España en la Colaboración Auger en el año 2001. Recuerdo también cuando asistí por primera a una reunión en Fermilab en 1995, invitado para mi sorpresa directamente por James W Cronin a quien  no conocía personalmente, para tomar parte en algunas de las discusiones sobre el diseño del detector. Allí me sentí por primera vez aceptado por un grupo de científicos entre los que estaban muchos de los directores de los principales experimentos en el campo.

A partir de 1995 los contactos de estos dos profesores con nuestra Universidad fueron en progresión. Poco después el profesor Cronin nos visitó y tuvimos ocasión de hablar sobre la posible detección de neutrinos en el Observatorio y posteriormente Alan Watson solicitó conjuntamente con nuestro grupo un  proyecto bilateral que permitió desarrollar las ideas sobre detección de neutrinos utilizando los datos del experimento que él dirigía. Fue una época en la que nuestro grupo tuvo un referente único con el apoyo y la colaboración de estos dos grandes científicos, gracias al que pudo transformarse en un grupo experimental y participar finalmente en el Observatorio. Ambos investigadores realizaron en colaboración con nosotros trabajos de alto impacto. Hubo intercambio de científicos con ambas instituciones, tuvimos el privilegio de que el propio Alan Watson viniera de hecho a visitarnos durante un semestre en el año 2006, y varios doctores y estudiantes de nuestra Universidad tuvieron la oportunidad única de aprender de estos dos grandes maestros. La vinculación de esta Universidad con el Observatorio no hubiera sido posible sin el apoyo de ambos;  gracias a este apoyo nuestra Universidad ha ganado una fuerte proyección internacional en el campo de la Astrofísica de Partículas.

Sin duda en las páginas de la historia de los Rayos Cósmicos y la Astrofísica de Partículas no faltarán importantes referencias a estos dos brillantes científicos y a los resultados del Observatorio que ahora compartimos con ellos. Quiero daros las gracias por vuestra generosidad y por haber compartido la enorme experiencia acumulada con nosotros. Para nosotros ha representado una aventura y sin duda un salto cualitativo en el que hemos pasado de ser meros intérpretes de las observaciones a tomar parte directamente en ellas.

It is without doubt that in the history of Cosmic Rays and Astroparticle Physics there will be many references to these two brilliant scientists and to the results that will be obtained with the Pierre Auger Observatory that we now share with them. I want to thank you for your generosity and for having shared your enormous experience with us. For us it has represented an adventure and an enormous qualitative transition by which we have passed from being mere interpreters of observations to taking part directly in them.