viernes, 14 de enero de 2011

Ciéntificos construyen láser de electrón libre barato


Si un científico desea obtener imágenes móviles de procesos moleculares a alta velocidad y a escala atómica, una de las mejores instalaciones para este fin es el X-FEL (X-ray Free Electro Laser) de la Universidad de Stanford. No obstante, ese científico deberá esperar ya que hay una larga lista de expertos interesados en emplear el X-FEL para el estudio de distintos materiales.

Este tipo de aparatos es sumamente costoso, de hecho el X-FEL de la Universidad de Stanford tuvo un costo de cientos de millones de dólares mientras que el construido recientemente en Europa costó nada más y nada menos que 1300 millones de dólares.

Sin embargo, investigadores de la Universidad de Tecnología de Eindhoven en Holanda, acaban de anunciar recientemente el desarrollo de un X-FEL de bajo costo, el cual cuenta con las mismas funciones claves que los láseres más grandes de su tipo. Esta nueva versión requirió un gasto de unicamente 656 000 dólares.

En vez de usar luz visible, el láser de electrón libre emite pulsos ultracortos de rayos x lo que permite crear una serie extremadamente corta de exposiciones al mismo. Estos pulsos son generados por medio de la aceleración de electrones a través de un acelerador de partículas con al menos 1 kilómetro de longitud. De esta manera, los rayos x son emitidos por los electrónes libres en movimiento. Una instalación de este tipo no solo es costosa de construir, también consume mucha energía y requiere de todo un equipo para su operación.

En este caso, la gran diferencia con respecto al X-FEL diseñado por los científicos holandeses es que este en realidad no convierte la energía de los electróns en rayos x. En su lugar usa los mismos electrónes por lo cual no es necesario brindarles elevadas cantidades de energía como en un acelerador de partículas. Gracias a esto, los electrónes usados por este X-FEL pueden acelerarse en un centímetro. Esto hace posible que todo el sistema quepa en una mesa.

Cuando los electrónes se agrupan, se repelen mutuamente lo cual ocasiona que un grupo de estas partículas se expandan al punto que hacen todo el sistema demasiado lento. Para solventar este problema, el equipo de científicos holandeses crearon grupos de electrones que tienen una forma tal, que pueden ser controlados y focalizados por medio de campos eléctricos. Esto permite que estos grupos sean usados para crear secuencias de video en movimiento de procesos moleculares miscroscópicos.

Se estima que este nuevo diseño de láser X-FEL pueda ser usado en cerca de la mitad o incluso más de las investigaciones que actualmente se conducen empleando un X-FEL tradicional. Por el momento no se han hecho planes para comercializar la tecnología de este nuevo diseño.

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