El mayor láser del mundo está a salvo

El proyecto XFEL, en el que participan 12 países europeos, recibe una importante inyección de dinero de Rusia y Alemania para superar una difícil situación. Fuente: Ufficio Stampa

El proyecto XFEL, en el que participan 12 países europeos, recibe una importante inyección de dinero de Rusia y Alemania para superar una difícil situación. Fuente: Ufficio Stampa

Cerca de Hamburgo 12 países trabajan conjuntamente para la creación del láser más potente del mundo: XFEL. Recientemente, el proyecto estuvo a punto de fracasar debido a dificultades económica. Tras las urgentes medidas tomadas por Rusia y Alemania se consiguió salvar a situación. Mijaíl Richev, subdirector del Centro Nacional de Investigación Instituto Kurchatov y representante especial del instituto en las organizaciones investigadoras europeas, habla de la importancia del proyecto para el desarrollo tecnológico y científico.

Actualmente el Gran Colisionador de Hadrones y el bosón de Hiqgs se han convertido en fenómenos mediáticos. Ahora aparece en escena  un nuevo “monstruo científico”, el láser de electrones libres. ¿Se pueden comparar? 

Tienen muchas cosas en común pero también tienen grandes diferencias. El colisionador es una construcción más grande y más cara, costó casi 10.000 millones de dólares. Se trata de una máquina exclusivamente dedicada a la ciencia básica. Su función consiste en descubrir los secretos de la naturaleza relacionados con el nacimiento y desarrollo del Universo. 

Por su parte, el láser XFEL, también es un proyecto de vanguardia científica pero, al mismo tiempo, está ideado para tener una aplicación concreta en la “economía nacional”: en la medicina, la farmacología, la química, la nanotecnología, la energía, la electrónica y la creación de nuevos materiales. 

Además, es un proyecto con resultados inmediatos, que no está dirigido a un futuro lejano. Es significativo que varias empresas mundiales líderes además de interesarse por este láser también participan activamente en su creación.

Los principios teóricos del funcionamiento del láser de electrones libres fueron elaborados por los físicos de Novosibirsk Yevgueni Saldin, Anatoli Kondratenko y Yaroslav Derbenev. Se trata de una fuente ultrabrillante de rayos radiológicos. Los haces de electrones en el acelerador llegan casi a la velocidad de la luz. A continuación, los dirigen al sistema de imanes donde los electrones se mueven de forma sinusoidal y emanan unas chispas radiológicas coherentes muy cortas y potentes. Estos impulsos luminosos son precisamente el instrumento de trabajo para diferentes investigaciones científicas.

Al principio se estimo que el presupuesto sería de 1.082 millones de euros y ahora esa cantidad ha aumentado en 150 millones. 

El láser se instalará bajo tierra a una profundidad de 6 a 38 metros, y la longitud del túnel será de cerca de 5,8 kilómetros. 

¿Cómo pudo una instalación científica tan importante atraer a las empresas? A pesar de todo, en primer lugar se trata de un proyecto de ciencia básica. 

A menudo se argumenta con esta analogía: imagínese un partido de fútbol. Conocemos la alineación y también sabemos el resultado pero no tenemos la posibilidad de ver los goles. 

Pues lo mismo en la ciencia, los científicos ahora no tienen posibilidad de ver cómo fluyen las reacciones químicas aunque conocen todos los agentes. Ven solo el resultado. ¿Por qué? No disponemos de un instrumento para la observación de la interacción entre los átomos y las moléculas. 

Tiene lugar durante un increíble corto espacio de tiempo, femtosegundos. Durante estas milbillonésimas partes de segundo la luz corre un total de 30 micrones. 

De esta forma el láser XFEL puede crear unos impulsos fantásticamente cortos y secuencia tras secuencia demostrar cómo “se marcaron los goles”, como interactúan los átomos y moléculas en la reacción química. 

Esto interesa a muchos investigadores. Se podrán obtener nuevos conocimientos para crear las nuevas tecnología y materiales con propiedades inaccesibles hasta ahora. 

Además, el láser podrá estudiar la naturaleza de los virus a nivel atómico, ver como atacan la célula. Esta información interesa sobre todo a los farmacólogos. 

Al conocer  la “cocina atómica” obtendrán la posibilidad de crear nuevos medicamentos más efectivos. 

El láser también es capaz de resolver un problema de gran relevancia para científicos y especialistas de distintas áreas: observar la estructura de las proteínas en tres dimensiones en un impulso radiológico. 

Esto será una revolución en biología, medicina y genética. No es casual que actualmente en muchos laboratorios del mundo se dediquen a descifrar proteínas. En este sentido, XFEL promete ser un gran salto. Por eso muchos científicos lo esperan con impaciencia. 

Además, este láser es capaz de investigar también los secretos del Universo. Ayudará a los científicos a estudiar la materia en estados tan extremos como los que hay en las entrañas de las estrellas. Esto permitirá entender mejor como está hecho nuestro mundo. 

Pero el láser de electrones libres no es una novedad. Ya existen en Estados Unidos y Japón. ¿No consiguieron resolver estas tareas de las que habla? 

Hasta el momento no se ha informado de tales avances. Es importante destacar que la energía máxima en todos los láseres existentes no supera los 14 GeV (gigaelectronvoltio) y la de XFEL es un poco superior, 17GeV. 

Su intensidad será superior y, lo más importante, se llegará a una frecuencia de la repetición de los impulsos que hasta ahora ha sido inalcanzable. Se consiguen gracias a un acelerador superconductor a una temperatura de 271 grados centígrados bajo cero, por el que la corriente circula prácticamente sin pérdidas. 

La reciente situación de crisis que vivió el proyecto reveló la importancia de este láser único. El hecho es que por varios motivos el precio del proyecto empezó a ascender y se planteó la cuestión de bajar la energía hasta 14 GeV. 

Es decir, se proponía repetir lo que ya se ha experimentado. Aunque sin demasiado entusiasmo, la mayoría de países participantes en el proyecto estuvieron de acuerdo en esa variante. Todos excepto Alemania y Rusia. 

Nuestros gobiernos, a pesar de la dura situación económica, optaron por aumentar la financiación. De hecho, salvaron el proyecto de una máquina excepcional. Los alemanes invirtieron 100 millones de euros complementarios y nosotros 59,2. 

¿Y cuál es la participación de los países en el proyecto?

En el plan inicial Alemania asumió la mitad del coste y Rusia el 25%, pero ahora este porcentaje ha crecido. Es decir, en realidad Rusia y Alemania son los principales participantes en el proyecto. Otros diez países europeos aportan el resto del coste. 

¿En qué estado se encuentra actualmente la construcción del láser?

Los trabajos subterráneos prácticamente han terminado, se construyeron los túneles y hay que empezar a montar la instalación. La puesta en marcha del láser está prevista para el año 2016. 

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