El láser de rayos X más potente del mundo, tras años de desarrollo, por fin está operativo. Con un gasto millonario en el desarrollo de todas sus capacidades, este avance científico y tecnológico puede marcar un antes y un después en la forma en la que vemos objetos atómicos.
El Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, perteneciente al Departamento de Energía de los Estados Unidos, ha encendido el láser de rayos X más potente del mundo, que ha costado más de 1.100 millones de dólares. Este dispara un millón de ráfagas por segundo, un enorme aumento con respecto a las 120 por segundo del original y cada una hasta 10.000 veces más brillante que las de su predecesor.
LCLS-II XFEL: el láser de rayos X más potente
El LCLS-II XFEL, este láser de rayos X más potente del mundo, utiliza temperaturas más frías que el espacio profundo para acelerar los electrones hasta casi la velocidad de la luz. Se trata de la nueva versión de un instrumento diseñado para tomar imágenes de objetos microscópicos en alta resolución y en escalas de tiempo ultrarrápidas.
Los láseres de electrones libres de rayos X producen pulsos de luz de rayos X ultrabrillantes y ultracortos que permiten a los científicos capturar el comportamiento de moléculas, átomos y electrones con un detalle sin precedentes en las escalas de tiempo naturales en las que se producen los cambios en la química, la biología y los materiales. Su predecesor se utilizó para obtener imágenes de virus, recrear las condiciones en el centro de una estrella, hervir agua hasta alcanzar estados más calientes que plasma del núcleo de la Tierra, crear el sonido más fuerte posible y reproducir el tipo de “lluvia de diamantes” que podría caer sobre planetas como Neptuno.
LCLS-II funciona de la misma manera básica que la primera generación: los electrones se generan y luego se aceleran a lo largo de un tubo largo, antes de entrar en un «ondulador» que los hace agitarse hasta que arrojan rayos X de lado a lado. Pero cada paso de ese proceso ahora ha tenido una actualización en lo que vendría a ser una versión 2.0.
La mayor revisión es el acelerador en el medio. Mientras que anteriormente los electrones se disparaban por una tubería de cobre a temperatura ambiente, LCLS-II utiliza un conjunto de 37 criomódulos para enfriar el equipo hasta -271 °C, un poco por encima del Cero Absoluto (-273.15°C). Lo hace canalizando refrigerante de helio líquido a los módulos desde dos grandes crioplantas de helio. A temperaturas tan bajas, las cavidades de metal de niobio dentro de los módulos se vuelven superconductoras, permitiendo que los electrones pasen a través de ellas sin resistencia.
¿Qué usos tiene?
Según SLAC, este tipo de láser de rayos X es una herramienta con una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, puede hacer películas de reacciones químicas como la fotosíntesis tal y como ocurren en tiempo real. También puede ayudar a analizar la estructura de moléculas complejas e incluso ayudar a diseñar ordenadores cuánticos.
“La luz del LCLS-II de SLAC iluminará los fenómenos más pequeños y más rápidos del universo y conducirá a grandes descubrimientos en disciplinas que van desde la salud humana hasta la ciencia de materiales cuánticos. Esta actualización al láser de rayos X más potente que existe mantiene a los Estados Unidos a la vanguardia de la ciencia de los rayos X, brindando una ventana a cómo funciona nuestro mundo a nivel atómico. Felicidades a los increíblemente talentosos ingenieros e investigadores de SLAC que han invertido mucho en este proyecto durante los últimos años, todo en busca del conocimiento”, dijo la Secretaria de Energía de Estados Unidos, Jennifer Granholm.
