China ha creado el rayo X más luminoso. ¿Para qué sirve?

El colisionador de partículas del CERN, el LHC, es sin dudas es el que mejor prensa mundial tiene, pero en algunos aspectos no es el más potente. China ha anunciado que a finales de año va a inaugurar su propia Fuente de Fotones de alta energía (HEPS) a finales de año y contará con los rayos X sincrotrón más potentes del mundo, según un estudio publicado en Nature. Pero vamos por partes…

¿Qué son los rayos X sincrotrón? Una fuente de luz de sincrotrón es una máquina que genera radiación electromagnética. Es parte de un acelerador de partículas (el sincotrón), donde las partículas se mueven en un bucle. Las partículas pasan a través de imanes y dispositivos especiales llamados onduladores que crean fuertes campos magnéticos. Estos campos ayudan a convertir la energía de los electrones en luz, como los rayos X. Básicamente, las fuentes de luz de sincrotrón utilizan imanes para guiar las partículas en un círculo y campos eléctricos para hacerlas ir más rápido.

Situada en Huairou, cerca del centro de Beijing, la instalación circular HEPS permitirá analizar muestras, desvelando sus estructuras moleculares y atómicas en tiempo real. Cuando HEPS se inaugure en 2025, los investigadores podrán elegir entre 14 líneas de luz para estudiar energía, física de la materia condensada, materiales innovadores y biomedicina. La intención es que en total cuente con hasta 90 líneas de luz en el futuro. De acuerdo con Ye Tao, uno de los responsables del HEPS en el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de la Academia China de Ciencias, la instalación “tendrá un impacto en todos los campos científicos, excepto en las matemáticas”.

Por ejemplo, para ver la estructura atómica de las proteínas, los científicos deben purificar las moléculas y forzarlas a adoptar formas cristalinas ordenadas visibles en rayos X. Estudiar cristales de proteínas más pequeños es prácticamente imposible con sincrotrones más antiguos porque requieren muestras grandes y difíciles de producir. Sin embargo, los rayos X de HEPS serán lo suficientemente potentes como para analizar con gran detalle incluso las muestras más pequeñas. Además, los investigadores pueden llevar a cabo rápidamente experimentos en el nuevo sincrotrón que tardarían días en completarse en instalaciones anteriores.

En comparación con los sincrotrones de tercera generación, como el Centro de Radiación Sincrotrón de Shanghai, de 432 metros de circunferencia, el sincrotrón en funcionamiento más avanzado de China, la resolución de HEPS será 10.000 veces mayor.