El sincrotrón ALBA

© EPSIM 3D/JF Santarelli, Synchrotron Soleil

(Publicado originalmente en Madrid Sindical)

Un acelerador de partículas tiene multitud de aplicaciones: irradiación de tumores en medicina, obtención de imágenes, estudio de científico de materiales y de las fuerzas básicas de la naturaleza... El acelerador es un aparato que, por medio de intensos campos electromagnéticos (como los que se producen en un electroimán o en un tubo fluorescente), es capaz de acelerar partículas cargadas eléctricamente. Nuestro país ya cuenta con un acelerador de partículas: el sincrotrón ALBA.

El pasado mes de marzo se inauguraba en la Universidad Autónoma de Barcelona el sincrotrón español, ALBA. El sincrotrón es, pues, un tipo de acelerador de partículas; en este caso, en forma de anillo. En ALBA, las partículas que se aceleran son electrones, las mismas que forman parte de los átomos y son responsables de la corriente eléctrica. En un sincrotrón, los campos eléctricos (que aceleran los electrones) y magnéticos (que curvan sus trayectorias) están sincronizados -de ahí el nombre de sincrotrón-, de manera que la trayectoria de las partículas se mantiene estable, confinada dentro del anillo, a lo largo de todo el proceso de aceleración.

En el anillo de ALBA, de 270 metros de circunferencia, los electrones son acelerados hasta velocidades próximas a la de la luz, inimaginables para el cerebro humano, al igual que ocurre con la energía que alcanzan: una energía máxima de 3 gigaelectronvoltios (GeV), o tres mil millones de electronvoltios; o sea, que si se quisiera transferir esa energía al electrón en un solo “empujón”, haría falta un campo eléctrico de tres mil millones de voltios. Enorme. Por eso, en la práctica, se mantiene a los electrones girando dentro del anillo del acelerador y se va aumentando su energía, y por tanto su velocidad, poco a poco.

En ALBA, no se usan los electrones directamente, sino los rayos X que emiten constantemente cuando recorren el acelerador a esas enormes velocidades. Esta emisión de rayos X, llamada radiación de sincrotrón, fue predicha teóricamente por los físicos soviéticos Dmitri Ivanenko e Isaak Pomeranchuk en 1944 y descubierta en 1947 por científicos de General Electric.

Con esos rayos X se realizarán investigaciones en siete áreas experimentales especializadas, que serán de aplicación en múltiples campos de la ciencia: física, química, biología, medicina, arqueología, paleontología, farmacología, ingeniería. Se estudiarán las propiedades de superficies sólidas y líquidas, con aplicación en múltiples campos de la industria, desde la fabricación de impresoras y tintas más eficientes hasta la mejora de los motores de automóviles, aviones…; la dinámica de las reacciones químicas, lo que permitirá optimizar multitud de procesos de fabricación, desde fertilizantes hasta medicamentos; la estructura de moléculas biológicas, virus, microorganismos y tejidos, con aplicaciones en la biología básica y en la lucha contra las enfermedades; la estructura de materiales cristalinos y amorfos, que permitirá obtener nuevos materiales y mejorar los existentes para infinidad de aplicaciones en la ingeniería. Además, los rayos X de ALBA se podrán emplear también para la obtención de imágenes tridimensionales de todo tipo de muestras microscópicas, para el tratamiento de enfermedades y para el fechado y análisis físico-químico de fósiles y restos arqueológicos.