viernes, 5 de mayo de 2017

El láser de rayos X más grande del mundo se enciende por primera vez


En una brillante noticia para el mundo científico, el mayor láser de rayos X del mundo ha sido encendido por primera vez en Hamburgo, Alemania. El Láser Europeo de Rayos X de Electrones Libres (XFEL, por sus siglas en inglés), de 3,4 km de longitud, produjo un haz de luz láser pulsante con una longitud de onda de 0,8 nm a un pulso por segundo, siendo este el último gran hito de desarrollo previo a su inauguración oficial en septiembre. Cuando esté funcionando correctamente, generará hasta 27,000 pulsos por segundo - una mejora considerable sobre el máximo anterior de 120 pulsos por segundo.

Un láser de electrones libre opera bajo el principio de un sincrotrón, un acelerador atómico que genera radiación electromagnética de alta intensidad acelerando los electrones a velocidades relativistas, dirigiéndolos a través de estructuras magnéticas especiales. Sólo que en este caso, el XFEL es mil millones de veces más brillante que las fuentes convencionales de luz de sincrotrón y puede capturar imágenes a resolución atómica.
El componente clave es un acelerador lineal superconductor de 2,1 km de largo que fue puesto en funcionamiento en abril. Aquí, los pulsos de electrones se aceleran hasta cerca de la velocidad de la luz y a energías muy altas antes de entrar en un túnel de fotones que contiene 210 metros de dispositivos generadores de rayos X que constan de 17.290 imanes permanentes llamados "onduladores" con polos alternos por encima y por debajo de la corriente de electrones. Éstos magnetos giran los electrones fuera de su línea recta, y cada vez que los electrones se curvan emiten energía tal como un camión sobrecargado que pierde su carga, solamente que esta energía se manifiesta en forma de rayos X con una longitud de onda extremadamente corta.

El resultado es un láser de pulsos cortos de luz de rayos X duros de una luminosidad extremadamente alta. Este láser puede ser irradiado en varias estaciones de experimentación en una sala experimental subterránea, donde pueden realizarse diferentes experimentos al mismo tiempo. Esto significa que más proyectos pueden ser manejados más rápidamente, ya que cada científico puede obtener más "tiempo de irradiación" del que está actualmente disponible en otras instalaciones de investigación similares.

Debido a que el XFEL tiene una longitud de onda del diámetro de un átomo, los desarrolladores dicen que proporcionará nuevos conocimientos sobre el nanocosmos, así como una mejor comprensión de las moléculas orgánicas, lo que conducirá a un diagnóstico médico más avanzado y tratamientos más novedosos. Además, el láser podría utilizarse para producir procesos químicos más eficientes e incluso para simular condiciones de interiores planetarios.

"Este es un momento importante para el que nosotros y nuestros socios han estado trabajado durante muchos años", declaró el director del proyecto, el Profesor Robert Feidenhans'l. "La instalación, en la que muchos países de todo el mundo han aportado su conocimiento y sus componentes, ha superado su primera gran prueba con éxito. Los colegas involucrados en XFEL, DESY y nuestros socios internacionales han logrado un trabajo excepcional. Este ha sido un gran éxito para la colaboración científica en Europa y en todo el mundo.Podemos ahora comenzar a dirigir los flashes de rayos X con espejos especiales a través de la última sección del túnel en la sala de experimentación, y luego paso a paso iniciar la puesta en marcha de las estaciones de experimentación."

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