Encuentro con una jefa de ingenieros del CERN

En las tareas para probar el gran conductor magnético del CERN trabajan más de 30 técnicos en comprobar la eficacia de magnetos gigantes que deben actuar a temperaturas cercanas al cero absoluto Bill Harby. © All rights reserved without written permission

Puede que no pertenezca al grupo de físicos más alardeados del CERN que teorizan sobre lo que sucedió en nanosegundos tras el Big Bang; pero Marta Bajko, como otros de sus colegas ingenieros que trabajan en los imanes gigantes del Gran Colisionador de Hadrones, son esenciales para que los físicos prueben sus teorías.

En los conciertos de pop están las estrellas de rock, que hacen la música, y los técnicos, que se aseguran de que todo funcione a la perfección; afinan los instrumentos, conectan y controlan los amplificadores y altavoces.

Las estrellas del rock en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERNEnlace externo) en Ginebra son los físicos de partículas.

Ellos reciben la mayor parte de la atención cuando el centro descubre una nueva partícula subatómica que nos ayuda a entender cómo era probablemente el universo en su nacimiento, y de qué está compuesto hoy en día.

Pero sin los ingenieros que diseñan, construyen y prueban las complejas máquinas e instrumentos que envían esas partículas chocando entre sí a casi la velocidad de la luz, las matemáticas seguirían siendo «solo» ecuaciones teóricas.

Marta en su «salón de juegos» Bill Harby. © All rights reserved without written permission

Imanes gigantes

Si seguimos con la analogía del rock and roll, Marta Bajko sería esa pieza fundamental para que todo suene bien y los físicos puedan tocar sus piezas, y así, probar sus teorías.  Bajko nos conduce por el CERN. Luce un vestido de estampado psicodélico, medias de color púrpura y un brazalete de hilo arco iris hecho por su hija de siete años.

Como jefa de la sección para la instalación de pruebas de imanes superconductores del CERN, el SM-18, Bajko y su equipo de unos 30 ingenieros y técnicos prueban los imanes gigantes que operan a casi cero absoluto (-273,15 grados Celsius/-459,67 Fahrenheit) para lograr la superconductividadEnlace externo (sin resistencia eléctrica). Algunos de estos imanes han sido diseñados para plegar protones alrededor del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), de forma circular y de una longitud de 27 kilómetros.

El LHC tiene 1 232 grandes imanes dipolares que dirigen miles de millones de protones cada segundo alrededor del colisionador antes de chocar entre sí, dejando rastros de partículas subatómicas aún más pequeñas – como el famoso boson HiggsEnlace externo, lo que explica por qué el universo tiene masa.

«Nuestro primer papel es hacer un diagnóstico», dice Bajko. «Recibimos un imán y lo probamos, tratando de entender qué funciona bien y qué no para los fines de los ensayos. Después de que nuestros colegas hacen los arreglos necesarios, probamos el diseño final». Solo después de que todas las pruebas son exitosas, el imán es aprobado para su instalación.

Cuando se está probando un nuevo diseño de imán, todo el proceso -desde la prueba inicial hasta la refinación, la nueva prueba, la nueva refinación y la aprobación final después de la instalación- puede llevar años. Por ejemplo, el equipo de Bajko comenzó a trabajar en el diseño de nuevos imanes para la actualización del LHCEnlace externo de Alta Luminosidad en 2008.

Pero el primer prototipo comenzará a probarse este año, y está previsto que la instalación de los imanes finales se lleve a cabo el 2025.

La ingeniera nació en Gheorgheni, Rumania y se educó allí y en Budapest, Hungría. Como casi todo el mundo en el CERN, es multilingüe (habla húngaro, rumano, español, francés, inglés e italiano). Su primer trabajo fuera de la universidad fue en Madrid en el CEDEXEnlace externo. Ahí encontró a los dos amores de su vida: la ingeniería criogénica y su esposo, Juan Carlos Pérez, que también es ingeniero en imanes en el CERN.

«Todavía me asombra el trabajo en el LHC – todas estas personas y piezas, ninguna más importante que otra – todos trabajamos juntos.»

Aplicaciones en el mundo real

Un componente crucial de los grandes imanes superconductores del CERN, que miden 15 metros de longitud y pesan 27 toneladas métricas (casi 60 000 libras), son los cables enrollados con alambres hechos de aleación de niobio-titanio (NbTi) o niobioestaño (Nb3Sn). Estas aleaciones son conductores eléctricos excepcionalmente eficientes a temperaturas extremadamente frías que permiten la superconductividad.

Los hilos de alambre y los cables planos también pueden ser hermosos, destaca Bajko, quien dice que algún día le gustaría hacer joyas con este alambre. En un jarrón sobre su escritorio guarda un ramo de los alambres NbTi, cables y cintas de metal en espiral junto con fibras ópticas verdes. 

¿Qué es lo que la ingeniera encuentra más gratificante de su trabajo? A riesgo de decepcionar a los seguidores de la ciencia pura, no es el descubrimiento de las partículas subatómicas esotéricas que componen el universo. «Eso está muy lejos de mí», dice. En su lugar, cita las «aplicaciones en el mundo real de la criogenia, la superconductividad y los imanes». Por ejemplo, el desarrollo de tecnologías médicas como las máquinas de resonancia magnética (RM) se debe en gran medida al trabajo realizado en el CERN.

Jugar y trabajar juntos

Como jefa de sección, Bajko pasa parte de su tiempo en la oficina, en reuniones y repasando esquemas y ecuaciones, pero le encanta estar en lo que ella llama su «patio de recreo»: el área de pruebas del SM-18, que tiene unos 2 500 metros cuadrados de grandes máquinas e instrumentos de diagnóstico de metales pintados de colores brillantes.

Para algunas pruebas, los imanes largos se colocan en un «banco criogénico» donde son alimentados para ver si los muchos cientos de partes encajan bien todas juntas. Cada imán también se coloca en un dispositivo que la especialista llama el «termo más grande del mundo», para realizar más pruebas criogénicas.

Una batería de pruebas en un solo imán puede durar más de dos meses. A medida que las pruebas progresan a temperaturas gradualmente más frías, el imán «pasa por un entrenamiento», explica. «Aprende» y tiene una «memoria». Con ajustes sutiles, las pruebas sucesivas se acercan al rendimiento del magneto a temperaturas cercanas a cero absoluto.

Uno de los desafíos más formidables para los ingenieros de imanes superconductores es la fabricación de componentes magnéticos a temperatura ambiente que deben funcionar a casi -300 C. Imagine construir un motor de automóvil en una fábrica caliente, pero ese motor tiene que trabajar a temperaturas más frías que las del espacio fuera de la atmósfera.

¿Qué tan bien trabajan juntos las estrellas de rock de la física y los ingenieros? «Los físicos son un poco soñadores», responde, sonriente nuestra entrevistada. En su experiencia, a menudo los físicos no consideran las dificultades de construir una máquina compleja que quizás nunca ha existido, sino que necesitan absolutamente probar (o refutar) sus teorías. Tampoco, a veces, consideran el costo de diseñar y construir una máquina de este tipo. Estas preocupaciones recaen en los ingenieros, que explican a los físicos (y a los vigilantes del presupuesto) lo que ella llama «la viabilidad de la fabricación».

Tal vez este sea el gran reto y la recompensa de explorar la física subatómica como ingeniera de imanes criogénicos – o como cualquier tipo de especialista en ingeniería. «Mi trabajo no lo realizo en un papel o frente a una pantalla de ordenador, sino dentro de esta instalación que puedo ver, puedo tocar. Y funciona».

(Texto original en inglés. Traducción al español: Patricia Islas)