De sincrotrones y ese tipo de cosas.

[yorch]

Bueno, pues ya que te lo leí­ste, hazme un resumen que yo también quiero aprender.

Pff... Hay un buen resumen en la primera página del hilo. A mi me ha tocado leer todo lo que he podido encontrar sobre el tema, tengo que familiarizarme con el vocabulario y demás, pero la verdad es que no acabo de entender muy bien de qué va todo esto, me falta la base...

Lo que me ha quedado claro es que un sincrotrón es una especie de microscopio a lo bestia (lo que decí­a ayer, está explicado para los de letras, pero sin entrar en detalles técnicos, porque yo ahí­ ya me pierdo).

[Kamarasa GregorioSamsa]

Lo mejor en este caso es acudir a nuestros vocablos, que los entendemos mejor. He aquí­ otro texto relacionado con la radiación sincrotrón:

(Mar. 06) La fábrica de luz multiusos
Esperanza Garcí­a Molina 

¿Qué tienen en común un bioquí­mico, un fí­sico y un analista de obras de arte? No es un chiste; la respuesta está en el uso que podrán hacer del primer sincrotrón de España. Su luz revelará el interior de la materia mejor que cualquier supermicroscopio 

 

Un rayo que permite desarrollar radiografí­as menos peligrosas, fármacos para el tratamiento de enfermedades como el SIDA o nuevos materiales para la industria. Luz para acercarnos a los secretos más í­ntimos de las obras de arte, al interior de los volcanes y al origen de los terremotos. Son algunas de las aplicaciones de una poderosa herramienta luminosa llamada sincrotrón, que permite observar lo que ocurre dentro de la materia con mucha más profundidad que los rayos X empleados habitualmente. La construcción del primer sincrotrón de España comienza este año en Cerdanyola del Vallés (Barcelona), y no estará listo hasta 2010. ALBA es el poético nombre elegido para esta gran instalación de luz, que cuenta con el apoyo de una fuerte inversión cofinanciada al 50% por el Estado español y la Generalitat de Cataluña. Formará parte del Centro Direccional de Cerdanyola del Vallés, una gran infraestructura en la Universidad Autónoma de Barcelona, que también acogerá un Parque de la Ciencia. Todas las acciones del proyecto las coordina CELLS, Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación del Laboratorio de Luz Sincrotrón, que dirige Joan Bordas.

Se trata de una tecnologí­a limpia y segura, sin residuos peligrosos, por la que apuestan muchos paí­ses para asegurar su potencial tecnológico y cientí­fico. No en vano varios paí­ses que han invertido en tecnologí­a para regenerar su economí­a, como Brasil, China, Corea, India o Taiwán, tienen instalaciones de luz sincrotrón. En el mundo existen unas 40, repartidas por una veintena de paí­ses. ALBA será el cuarto sincrotrón de última generación de Europa, después de los de Suiza, Francia y Reino Unido.

Hoy en dí­a, la luz sincrotrón es una herramienta de referencia. Miles de cientí­ficos en los paí­ses tecnológicamente más avanzados la usan rutinariamente para sus investigaciones, que abarcan multitud de áreas de la ciencia tanto a nivel fundamental como aplicado: fí­sica, quí­mica, biologí­a, medicina, ciencia de materiales, ciencias del medio ambiente, geologí­a, electrónica, etc. Según Joan Bordás, director del proyecto del Laboratorio de Luz Sincrotrón (LLS), ”los paí­ses poseedores de estas instalaciones las consideran como una inversión a largo plazo para asegurar la futura competitividad de su comunidad cientí­fica y tecnológica”.

Mucho más que Rayos X  

El secreto de su éxito se debe a que la luz sincrotrón es la más brillante producida por medios técnicos, lo que le confiere extraordinarias propiedades para analizar las estructuras invisibles de los materiales. Si se quieren observar cosas microscópicas, tan pequeñas como los átomos, hacen falta rayos de luz con longitudes de onda muy cortas: son los rayos X, utilizados no sólo en medicina sino también para revelar información importante sobre la organización de los átomos de un material. A grandes rasgos, la luz sincrotrón consiste en un tipo de rayos tan finos como un pelo, muy intensos y con una brillantez que supera en billones de veces a los rayos X convencionales. Aprovechada en una instalación apropiada, se convierte en un poderoso microscopio gigante para ver átomos, moléculas y estructuras.

La importancia de la luz sincrotrón para tantas aplicaciones contrasta con su desconocimiento general. El invento nació por casualidad, de hecho, al principio era una grave molestia para los fí­sicos de los años 50, cuando los sincrotrones eran un nuevo tipo de aceleradores de partí­culas que sólo se empleaban en fí­sica de altas energí­as. La radiación que emití­an los electrones al girar en el anillo del acelerador era la culpable de que los electrones perdieran energí­a y duraran menos tiempo en órbita. Pero en los años 60 algunos investigadores se dieron cuenta de las enormes utilidades de esa radiación, que contení­a luz en toda la gama del espectro, desde el infrarrojo hasta los rayos X. Desde entonces pasó de ser un fastidioso inconveniente a convertirse en una fuente excepcionalmente útil para enfocarla sobre muestras muy variadas y utilizarla como un fino microscopio de alta potencia.

Un sincrotrón es un acelerador de electrones que circulan a velocidades cercanas a la de la luz y que son mantenidos dentro de un anillo en una trayectoria circular durante horas por medio de unos grandes imanes. Estos electrones ultraveloces pierden parte de su energí­a al moverse y emiten radiación de una gran brillantez en haces muy finos . Esta es precisamente la luz sincrotrón, que se hace incidir en los materiales que se quieren estudiar. Alrededor del anillo de almacenamiento se disponen las salas experimentales, cada una dotada de los instrumentos especí­ficos, a las que se dirige la luz sincrotrón para aprovecharla en diferentes tipos de investigación. Los haces de luz se enfocan y se caracterizan en función de cada experimento, y después se hace que incidan sobre la muestra a estudiar.


Más brillante que el sol 

El sincrotrón ALBA será un anillo de 250 metros de perí­metro por el que viajarán los electrones acelerados con una energí­a de 2,5 gigaelectronvoltios, radiando una luz más brillante que el Sol. Es un sincrotrón de tercera generación; eso significa que “produce la radiación por medio de sistemas magnéticos altamente especializados que se insertan en puntos determinados del acelerador, y así­ esa luz está optimizada para cada aplicación,”, según Bordás. Es lo que los usuarios del sincrotrón llaman lí­neas de luz , sistemas ópticos que extraen la luz sincrotrón y la acondicionan para que se utilice en un experimento concreto.

El propósito del LLS para el futuro es dar servicio a 150 grupos de investigación cada año, un total de unos 700 cientí­ficos trabajando en las diferentes lí­neas que se prevé que estén disponibles. No sólo las instituciones académicas se beneficiarán de esta tecnologí­a, se pretende contar con la actividad de las empresas y asegurar así­ innovaciones y retornos tecnológicos importantes. Cuando entre en funcionamiento ALBA arrancará con 7 lí­neas de luz iniciales, con un gasto anual de entre 14 y 15 millones de euros. Gracias a la luz que se produzca en ALBA se pondrán en marcha investigaciones muy diversas. Se podrá avanzar en la búsqueda de nuevos materiales, como los que se basan en las estructuras de las telas de araña, increí­blemente resistentes y ligeras. También se simulará el magma del interior de la Tierra para estudiar el comportamiento de los materiales en su entorno y comprender mejor los volcanes y los terremotos.

Otro de los retos del sincrotrón es el de desentrañar las estructuras tridimensionales de las proteí­nas implicadas en la causa de muchas enfermedades; esto permitirá, por ejemplo, crear vacunas, terapias farmacológicas o combatir la resistencia a los antibióticos. Probablemente una de las aplicaciones más atractivas y populares tiene que ver con los avances en diagnósticos: las nuevas técnicas de rayos X de alta definición, que proporcionarán imágenes más claras y serán menos agresivas para la salud que las actuales radiografí­as. El problema para aplicar estas técnicas reside en llevar las instalaciones médicas y los pacientes hasta el acelerador, y para esto aún queda mucho, según Miguel íngel Garcí­a, presidente de AUSE (Asociación de usuarios de luz sincrotrón de España), al menos siete años hasta humanizar el sincrotrón. Todo esto, para empezar, porque está previsto que, con el tiempo, se lleguen a más de 30 lí­neas de luz funcionando en torno al gran anillo del ALBA. Habrá que superar la expectación y esperar, con paciencia, unos cuantos años para disfrutar de las proezas de este gran ojo que todo lo ve.


Una inversión fuerte y polémica 

El proyecto del Laboratorio de Luz Sincrotrón viene precedido por la duda entre la necesidad de contar con una instalación propia, y su alto presupuesto. Hoy la inversión asciende a 178 millones de euros hasta el año 2009, unos cuantos más respecto a los cálculos iniciales de 2002, cuando se aprobó el proyecto, que estimaban la cifra en 120 millones. Desde entonces, el Gobierno ha concedido un crédito y una dilatación en el tiempo de las ayudas, con los que se propone conseguir una financiación más duradera, como corresponde a este tipo singular de instalación que requiere inversiones a largo plazo.

No cabe duda de que todo este enorme despliegue de medios económicos es razonable si se tienen en cuenta las caracterí­sticas de ALBA, pero la pregunta que ha surgido desde el momento de su aprobación es ¿realmente lo necesitamos, y más teniendo en cuenta las carencias de los presupuestos para la investigación en este paí­s? Muchos consideran que es una inversión para el futuro que traerá consigo grandes avances cientí­ficos y tecnológicos. Sin embargo, tras su aprobación, en algunos sectores cientí­ficos la decisión fue calificada de polí­tica. El motivo es que, mientras invertimos en nuestra nueva gran instalación, estamos infrautilizando la parte que nos corresponde del sincrotrón europeo.

Hasta ahora los investigadores españoles llevaban a cabo sus análisis con luz sincrotrón en otros laboratorios. España es paí­s miembro de la gran instalación europea ERSF (European Synchrotron Radiaton Facility) en Grenoble (Francia), uno de los mayores del mundo, con un anillo de 844 metros y una energí­a de 7 GeV . La aportación económica española en el ESRF es del 4% anual (unos 2,7 millones de euros). Sin embargo, el tiempo asignado a los cientí­ficos españoles para el uso de las lí­neas públicas del ESRF ha sido menor del que les corresponderí­a por el dinero invertido en él.

Además de las lí­neas públicas de uso común, cada paí­s participante puede construir sus propias instalaciones nacionales con un presupuesto aparte de su contribución fija. España posee dos lí­neas propias en Grenoble: SPLine y BM16. La lí­nea SPLine es de propiedad 100% española, tiene capacidad para dar servicio a 180 usuarios al año, y aparte de los 5,5 millones de euros de su construcción, tiene un mantenimiento de un millón de euros anual. La BM16 la compartimos a medias con el Reino Unido y se dedica a la cristalografí­a de macromoléculas, principalmente con usos biológicos.

Hace ya una década que se viene planeando la construcción del sincrotrón en Cataluña. Yves Petrof, el anterior director del ESRF, ya criticó en su momento el proyecto, por considerar que en España el número de usuarios potenciales no justificaba su construcción. Pero hay opiniones enfrentadas. Joan Bordás, director del LLS, cree que el nuevo sincrotrón no hará disminuir el uso español del ESRF sino más bien al revés. “Los paí­ses con instalaciones propias en general ganan más tiempo en el sincrotrón europeo”. Según Bordás, cuanta más ciencia hagamos, más capaces seremos de aprovechar los recursos que se nos ofrecen en Grenoble. “Suecia, con dos instalaciones propias, ha tenido más retornos cientí­ficos de lo que contribuye al ESRF”.

El número de usuarios de luz sincrotrón en España es el mayor de todos los paí­ses sin instalación propia, y en los últimos años la demanda de los cientí­ficos españoles en el ESRF ha estado generalmente por encima del 4% del total. Entonces, ¿por qué lo infrautilizamos? ¿por qué durante años sólo han sido aceptadas un 3,5% de nuestras peticiones? Las propuestas de todos los grupos de investigación son evaluadas por comités de calidad cientí­fica, que determinan los tiempos de utilización de las lí­neas públicas de la instalación, según la calidad de las propuestas. Se espera que cuando los investigadores españoles cuenten con el sincrotrón ALBA, el nivel cientí­fico mejorará notablemente y serán capaces de presentar propuestas tan competitivas como las de sus colegas franceses, británicos o nórdicos. Quizá este sea uno de esos casos en los que hacer una cosa cuesta muchos millones, pero no hacerla, al final, cuesta muchí­simo más. Saberlo será cuestión de tiempo... y de dinero.

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