Un láser gigante para espiar átomos y virus

Ciencia
Publicado el 01/09/2017 a las 17h35

HAMBURGO |

El mayor láser de rayos X del mundo, inaugurado este viernes en Alemania, y su capacidad para observar lo infinitamente pequeño facilitarán avances científicos pluridisciplinarios al estudiar el funcionamiento de átomos, virus o procesos químicos.

Este centro de investigación, que tiene un presupuesto de 1.500 millones de euros financiados por 11 países europeos, se inaugura  con gran pompa en Hamburgo ante a un florilegio de ministros. 

Con este instrumento, "podemos ver muy lejos en el micromundo, el nanomundo, el mundo de los átomos y las moléculas y estudiar cosas que no podíamos conocer antes", declaró la ministra alemana de Investigación, Johanna Wonka. 

La presencia rusa en el centro es notable en estos tiempos de tensiones geopolíticas, pues Rusia, segundo inversor del programa (27%) tras Alemania (58%), envió a Andrei Foursenko, cercano consejero científico del presidente Vladimir Putin. 

Unos 800 invitados descubrieron la instalación situada en un complejo de 3,4 km de largo con túneles que se internan hasta 38 metros de profundidad bajo la gran ciudad portuaria del norte de Alemania y la vecina región de Schleswig-Holstein. 

27.000 flashes
El carácter excepcional del Laser Europeo de Electrones Libres y Rayos X (X-Ray Free Electron Laser, XFEL), puede resumirse en una cifra: 27.000 flashes por segundo. A comparar con los 120 emitidos por el láser estadounidense del mismo tipo LCLS y los 60 generados por el SACLA en Japón.

Según responsables del proyecto, esta cadencia  ultrarrápida posibilitará a los investigadores fotografiar "virus a escala atómica, descifrar la composición molecular de las células, tomar imágenes en tres dimensiones del nanomundo, estudiar procedimientos similares a los que ocurren en el interior de los planetas".

Este instrumento "facilitará ver los más pequeños detalles y procesos nunca observados en el nanomundo", dice a la AFP Robert Feidenhans, presidente del consejo de administración de European XFEL.

Según Wonka, "habrá aplicaciones muy concretas, por ejemplo, desarrollar medicamentos personalizados contra los tumores o los virus, o probar la pureza de los materiales". 

"Hasta ahora, los científicos conocían numerosos procesos químicos y biológicos mediante sus resultados. Un poco como un aficionado al fútbol que lee un resumen de un partido que se ha perdido", resumió Feidenhans.

"Ahora, uno puede seguir el partido y analizarlo", explicó. "El partido puede ser un proceso químico o biológico (...) El principio es el mismo: uno quiere ver el partido". 

3D y filmes
Este láser podría conducir a avances en los tratamientos de enfermedades al cartografiar virus, determinar defectos de resistencia de materiales de construcciones, o explicar los procesos del núcleo de nuestro planeta.

Concretamente, este láser, que es de cuarta generación con su acelerador lineal (y no en anillo), genera electrones que son acelerados y enfriados con helio a -271 grados Celsius. Suben luego paulatinamente a altos niveles de energía.

Los electrones efectúan entonces una carrera a través de onduladores cuyos imanes los obligan a efectuar una suerte de eslalon muy estrecho. Emiten protones y el fenómeno se "autoamplifica". 

Al terminar el recorrido, los investigadores disponen de flashes de rayos X muy cortos y muy intensos, que cuando se encuentran con la materia producen imágenes de una velocidad de obturación del orden de un billonésimo de segundo. Pueden luego ser reunidas para producir una imagen 3D o convertidas en filme.

El centro de investigación alemán DESY (Deutsches-Elektronen-Synchrotron), de Hamburgo, creador del proyecto, implementó por su parte un pequeño láser experimental de electrones libres.

Además de Alemania y Rusia, Dinamarca, Francia, Hungría, Italia, Polonia, Eslovaquia, España, Suecia y Suiza financiaron al XFEL a niveles de entre 1 y 3 por ciento.

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