Tras los mis­te­rios ocul­tos de la ma­te­ria

La ma­yor, más com­ple­ja y más ca­ra ins­ta­la­ción científica cons­trui­da en Es­pa­ña per­mi­te ex­plo­rar los más pe­que­ños com­po­nen­tes de la ma­te­ria. Y lo ha­ce gra­cias a la ra­dia­ción lu­mí­ni­ca emi­ti­da por elec­tro­nes que via­jan por un ani­llo a ca­si 300.000 ki­ló­me­tros

Geo - - SUMARIO ABRIL - Tex­to: Joa­quim M. Pu­jals Fo­tos: Al­fons Ro­drí­guez

Es la ma­yor, más com­ple­ja y más ca­ra ins­ta­la­ción científica de Es­pa­ña. Tal es su im­por­tan­cia que, a pe­sar de la cri­sis, no ha vis­to al­te­ra­do su pre­su­pues­to. ¿Cuál es su fun­ción? Ca­mi­na­mos por las en­tra­ñas del Sin­cro­trón, un ace­le­ra­dor de par­tí­cu­las ca­paz de ob­ser­var es­truc­tu­ras mo­le­cu­la­res.

SER­GEY KAPISHNIKOV EM­PLEA una má­qui­na de 270 me­tros de cir­cun­fe­ren­cia que in­cor­po­ra 7.200 equi­pos elec­tró­ni­cos de al­ta pre­ci­sión co­nec­ta­dos en­tre sí por 20.000 ca­bles que su­man 200 ki­ló­me­tros de re­co­rri­do pa­ra es­cu­dri­ñar un cam­po de vi­sión de dos mi­cras (dos mi­lé­si­mas de mi­lí­me­tro). La gi­gan­tes­ca in­fra­es­truc­tu­ra le per­mi­te vi­sua­li­zar ob­je­tos de di­men­sio­nes me­su­ra­bles en na­nó­me­tros (la mil­mi­llo­né­si­ma par­te de un me­tro). Y, con ello, ex­plo­rar los más di­mi­nu­tos com­po­nen­tes de la ma­te­ria.

El bio­fí­si­co ru­so, de 33 años, in­ves­ti­ga có­mo se for­man los cris­ta­les de he­mo­zoí­na, un sub­pro­duc­to de la di­ges­tión de la he­mo­glo­bi­na de nues­tra san­gre, en el in­te­rior del pro­to­zoo pa­rá­si­to Plas­mo­dium fal­ci­pa­rum, una de las cin­co es­pe­cies res­pon­sa­bles de la ma­la­ria. La en­fer­me­dad, trans­mi­ti­da por los mos­qui­tos, a la que es­tán ex­pues­tas 3.300 mi­llo­nes de per­so­nas, cau­só el año pa­sa­do, se­gún es­ti­ma­cio­nes de la Or­ga­ni­za­ción Mun­dial de la Sa­lud, al me­nos 438.000 muer­tes en los paí­ses tro­pi­ca­les, más de tres cuar­tas par­tes de ellas ni­ños de me­nos de cin­co años. Y 400 mi­llo­nes de per­so­nas, la in­men­sa ma­yo­ría afri­ca­nas, su­fren ca­da año sus des­agra­da­bles con­se­cuen­cias (fie­bres, do­lo­res mus­cu­la­res, náu­seas y trans­tor­nos del sistema ner­vio­so, en­tre otras).

El cien­tí­fi­co del Ins­ti­tu­to de Ma­te­ria Blan­da y Ma­te­ria­les Fun­cio­na­les del Cen­tro Helm­holtz de Ber­lín tra­ta de en­ten­der có­mo con­si­gue el pa­rá­si­to que una sus­tan­cia que de­be­ría re­sul­tar­le tó­xi­ca no le des­tru­ya. “El Plas­mo­dium se adap­ta rá­pi­da­men­te a las pro­teí­nas, por eso es tan di­fí­cil con­se­guir una va­cu­na. Pe­ro no a las reac­cio­nes quí­mi­cas”, se­ña­la. Des­cu­brir de qué ma­ne­ra po­de­mos in­ter­fe­rir en ese pro­ce­so per­mi­ti­ría im­pul­sar una nue­va ge­ne­ra­ción de fár­ma­cos con­tra la ma­la­ria ba­sa­dos en la qui­no­li­na, des­pués de que los

Plas­mo­dium ha­yan lo­gra­do desa­rro­llar una ele­va­da re­sis­ten­cia a la clo­ro­qui­na, que se mos­tró efi­caz en su tra­ta­mien­to du­ran­te dé­ca­das.

Pa­ra ello, Kapishnikov ilu­mi­na mues­tras de san­gre in­fec­ta­da con unos hi­per­bri­llan­tes ra­yos X que ofre­cen mu­cha ma­yor re­so­lu­ción que los mi­cros­co­pios elec­tró­ni­cos y que, a di­fe­ren­cia de és­tos, no exi­gen cor­tar ni ma­ni­pu­lar las cé­lu­las es­tu­dia­das. So­lo hay tres ins­ta­la­cio­nes de mi­cros­co­pia de ra­yos X de es­ta cla­se en el mun­do. Una se ha­lla en Ber­ke­ley (Es­ta­dos Uni­dos), otra en Ber­lín (Ale­ma­nia) y la ter­ce­ra en la lí­nea Mis­tral del Sin­cro­trón AL­BA, en Cer­dan­yo­la del Va­llés, a unos diez ki­ló­me­tros al no­res­te de Bar­ce­lo­na, don­de el in­ves­ti­ga­dor tra­ba­ja es­ta llu­vio­sa tar­de de fe­bre­ro.

El Sin­cro­trón AL­BA es la ma­yor, más com­ple­ja y más ca­ra ins­ta­la­ción científica cons­trui­da en Es­pa­ña. En fun­cio­na­mien­to des­de 2012, es uno de los apa­ra­tos de su cla­se más avan­za­dos del mun­do: des­de su inau­gu­ra­ción, so­lo otros dos sin­cro­tro­nes han pa­sa­do a en­gro­sar un cen­so de me­dio cen­te­nar de ins­ta­la­cio­nes re­par­ti­das por cua­tro con­ti­nen­tes, una vein­te­na de ellas en Eu­ro­pa. El AL­BA, cu­yo nom­bre no son unas si­glas, sino que alu­de a la luz del ama­ne­cer, cos­tó 200 mi­llo­nes de eu­ros, apor­ta­dos a par­tes igua­les por el Go­bierno cen­tral y el ca­ta­lán. Tra­ba­jan en él 200 per­so­nas, que han re­ci­bi­do ya a va­rios mi­les de in­ves­ti­ga­do­res de to­do el mun­do.

EN EL IN­TE­RIOR DE ES­TE EDI­FI­CIO con for­ma de ros­qui­lla de 23.000 me­tros cua­dra­dos se po­nen a cir­cu­lar bi­llo­nes de elec­tro­nes –uno de los com­po­nen­tes in­di­vi­si­bles del áto­mo, de car­ga eléc­tri­ca ne­ga­ti­va– por un cir­cui­to ce­rra­do de for­ma anu­lar (de he­cho, es po­li­go­nal) de 268 me­tros de pe­rí­me­tro, que las par­tí­cu­las re­co­rren a una ve­lo­ci­dad muy cer­ca­na a la de la luz.

Con­cre­ta­men­te, a un 99,99999% de la mis­ma, a la que ja­más po­drán lle­gar: cons­ti­tu­ye un lí­mi­te fí­si­co pa­ra la ma­te­ria, se­gún de­jó sen­ta­do Al­bert Eins­tein en su teoría de la re­la­ti­vi­dad. Pa­ra po­der al­can­zar­la, la ma­sa de­be­ría ten­der al in­fi­ni­to, la ener­gía pre­ci­sa pa­ra im­pul­sar­la ha­ría lo pro­pio, y en­ci­ma el tiem­po se di­la­ta­ría en la mis­ma me­di­da, así que ca­si me­jor ni in­ten­tar­lo.

Los elec­tro­nes via­je­ros son los más su­per­fi­cia­les de un fi­la­men­to de tungs­teno con in­crus­tra­cio­nes de óxi­do de ba­rio que

han si­do arran­ca­dos del mis­mo po­nién­do­lo a 1.200 gra­dos cen­tí­gra­dos. Des­pués, se los so­me­te a un in­ten­so cam­po eléc­tri­co que los en­ca­mi­na por un ace­le­ra­dor li­neal des­de el que ac­ce­den a un pri­mer ani­llo pro­pul­sor (o

boos­ter) don­de, con la ayu­da de otros for­tí­si­mos cam­pos elec­tro­mag­né­ti­cos, pa­san de los 100 a los 3.000 me­ga elec­tron­vol ti os de ener­gía, con la que lle­gan al lla­ma­do ani­llo de al­ma­ce­na­mien­to, por el que gi­ra­rán ya a ve­lo­ci­dad cons­tan­te (ver gráfico).

Ape­nas 160 mi­li­se­gun­dos des­pués del ini­cio del pro­ce­so, los elec­tro­nes ya vue­lan en­lo­que­ci­dos a ca­si 300.000 ki­ló­me­tros por se­gun­do por el más ab­so­lu­to va­cío: la pre­sión en el in­te­rior del tú­nel es si­mi­lar a la del es­pa­cio ex­te­rior a fin de que na­da pue­da in­ter­fe­rir en su tra­yec­to­ria. Con el ob­je­ti­vo de evi­tar la más le­ve con­trac­ción o di­la­ta­ción de los ma­te­ria­les, que tam­bién po­drían al­te­rar­la, la tem­pe­ra­tu­ra del edi­fi­cio se man­tie­ne per­ma­nen­te­men­te a 23 gra­dos. Aun­que es uno de los po­cos sin­cro­tro­nes en cu­yas ins­ta­la­cio­nes en­tra al­go de ilu­mi­na­ción na­tu­ral –“por lo me­nos, en es­te sa­be­mos si es de día o de no­che”, se fe­li­ci­ta un in­ves­ti­ga­dor– las cla­ra­bo­yas es­tán ra­cio­na­das pa­ra que el ter­mó­me­tro no suba ni ba­je ni una dé­ci­ma.

Y pa­ra que ni la más ín­fi­ma vi­bra­ción ex­te­rior pue­da mo­di­fi­car el na­no­mé­tri­ca­men­te pre­ci­so dis­cu­rrir del haz, to­do el com­ple­jo se asien­ta so­bre una lo­sa de hor­mi­gón de un me­tro de gro­sor si­tua­da so­bre una ca­pa de dos me­tros de gra­va, que a su vez cu­bren un te­rreno ele­gi­do por su ca­rác­ter ar­ci­llo­so. Por su­pues­to, cual­quier apa­ra­to que pue­da tem­blar lo más mí­ni­mo que­da ter­mi­nan­te­men­te pros­cri­to en el re­cin­to.

Las par­tí­cu­las dan un mi­llón de vuel­tas al ani­llo por se­gun­do, un in­ter­va­lo tem­po­ral que a la ma­yor par­te de los mor­ta­les nos pa­re­ce bas­tan­te exi­guo, pe­ro que a los fí­si­cos les cun­de bas­tan­te más: “Aquí, la uni­dad tem­po­ral es el na­no­se­gun­do, que es la mil­mi­llo­né­si­ma par­te de un se­gun­do”, se­ña­lan. Y ¿pa­ra qué tan­to co­rrer? Pues por­que cuan­do se cur­va su tra­yec­to­ria, los elec­tro­nes emi­ten la lla­ma­da luz de sin­cro­trón, cu­yo am­plio es­pec­tro abar­ca des­de los ra­yos X –los más pe­ne­tran­tes, y por ello los más em­plea­dos en las in­ves­ti­ga­cio­nes que aquí se lle­van a ca­bo– has­ta los in­fra­rro­jos, pa­san­do por la luz vi­si­ble y la ul­tra­vio­le­ta, y que ofre­ce un in­gen­te aba­ni­co de apli­ca­cio­nes a es­tu­dio­sos de muy di­ver­sos cam­pos.

Si na­die lo evi­ta­ra, la tra­yec­to­ria de los elec­tro­nes se­ría siem­pre li­neal. Pe­ro pa­ra eso es­tán 32 gi­gan- tes­cos elec­tro­ima­nes fa­bri­ca­dos en Di­na­mar­ca y en No­vo­si­birsk (Si­be­ria, Ru­sia), los más po­ten­tes de 1,4 tes­las (o sea, ca­pa­ces de ge­ne­rar un cam­po mag­né­ti­co 50.000 ve­ces más in­ten­so que el te­rres­tre). Ellos lo­gran que las par­tí­cu­las car­ga­das to­men las cur­vas del ani­llo y al ha­cer­lo des­pi­dan unos fo­to­nes “bi­llo­nes de ve­ces más lu­mi­no­sos que los de la su­per­fi­cie del Sol”, nos asom­bra Mon­tse Pont, je­fa de ope­ra­cio­nes de los ace­le­ra­do­res del AL­BA, una fí­si­ca que lle­va 20 de sus 53 años en ins­ta­la­cio­nes de es­te ti­po y que tra­ba­ja en el sin­cro­trón bar­ce­lo­nés des­de el ini­cio del pro­yec­to.

“De he­cho, el fun­cio­na­mien­to es muy si­mi­lar al de los tu­bos ca­tó­di­cos de las te­le­vi­sio­nes de an­tes”, com­pa­ra Pont. Es­ta luz más in­ten­sa y con­cen­tra­da que la de las mis­mas es­tre­llas, que es lo que le per­mi­te co­lar­se en­tre los más di­mi­nu­tos com­po­nen­tes del uni­ver­so, es de­ri­va­da ha­cia sie­te ter­mi­na­les de tra­ba­jo, o lí­neas, don­de los fo­to­nes son ma­ni­pu­la­dos pa­ra apli­car téc- ni­cas co­mo la di­frac­ción, la es­pec­tros­co­pia, la fo­to­emi­sión, la fluo­res­cen­cia, la dis­per­sión re­so­nan­te o la mi­cros­co­pia de ra­yos X en las in­ves­ti­ga­cio­nes de un mi­llar de usua­rios al año (que son de pro­me­dio la mi­tad de los so­li­ci­tan­tes). El com­ple­jo es­tá di­se­ña­do pa­ra aco­ger una trein­te-

EL SIN­CRO­TRÓN AL­BA ES LA MA­YOR, MÁS COM­PLE­JA Y MÁS­CA­RA INS­TA­LA­CIÓN CIENTÍFICA CONS­TRUI­DA JA­MÁS EN ES­PA­ÑA

na de es­tas lí­neas. “Su nú­me­ro es to­da­vía el mis­mo que cuan­do se inau­gu­ró de­bi­do a la cri­sis, aun­que el con­su­mo ener­gé­ti­co con vein­te se­ría el mis­mo que con sie­te. Pe­ro en enero inau­gu­ra­re­mos otra, y es­pe­ra­mos abrir una al año de aquí a 2020”, anun­cia Ramón Pas­cual, de 74 años, ex­rec­tor de la cer­ca­na Uni­ver­si­tat Au­tò­no­ma de Bar­ce­lo­na y ver­da­de­ro pa­dre del AL­BA, cu­yo pro­yec­to co­men­zó a im­pul­sar en los años no­ven­ta. En una de ellas, don­de se tra­ba­ja con la di­frac­ción de los ra­yos X, y en bus­ca de nue­vas tex­tu­ras pa­ra el cho­co­la­te, es­tu­dia có­mo res­pon­de la man­te­ca de ca­cao a di­fe­ren­tes con­di­cio­nes y ve­lo­ci­da­des de ca­len­ta­mien­to, un equi­po de... ¡geó­lo­gos!. “Ana­li­za­mos de qué ma­ne­ra afec­ta la cris­ta­li­za­ción a la pro­duc­ción de ali­men­tos de ba­se gra­sa”, ex­pli­ca Lau­ra Ba­yés, de 34 años, pro­fe­so­ra de la Uni­ver­si­tat de Bar­ce­lo­na. El gru­po que di­ri­ge el ca­te­drá­ti­co emérito Mi­quel Àn­gel Cue­vas tam­bién ha lle­va­do a ca­bo in­ves­ti­ga­cio­nes con luz de sin­cro­trón so­bre el ja­món ibé­ri­co, los cris­ta­les de la gra­sa per­mi­ten sa­ber si es o no de be­llo­ta, o el acei­te de oli­va –en es­te ca­so, una in­ves­ti­ga­ción to­da­vía no pu­bli­ca­da, bus­ca de­tec­tar po­si­bles adi­cio­nes de otros acei­tes al vir­gen ex­tra. En cua­tro días en el AL­BA re­uni­rán da­tos so­bre el cho­co­la­te que “nos lle­va­rá qui­zás seis me­ses pro­ce­sar”, au­gu­ra Ba­yés. “En un mi­nu­to, una lí­nea de di­frac­ción pue­de apor­tar mi­les de in­for­ma­cio­nes so­bre la es­truc­tu­ra de una pro­teí­na”, re­ve­la Ramón Pas­cual. Las pro­por­cio­na el de­tec­tor de ra­yos X Dec­tris 6M Pi­la­tus, que va­le un mi­llón de eu­ros.

LAS APLI­CA­CIO­NES DEL SIN­CRO­TRÓN pa­re­cen in­fi­ni­tas: en el AL­BA se han ana­li­za­do pin­tu­ras gó­ti­cas y vi­drie­ras tin­ta­das an­ti­guas pro­ce­den­tes de Egip­to y Si­ria, se ha ob­te­ni­do el pri­mer ma­pa en 3D de cé­lu­las in­fec­ta­das por la he­pa­ti­tis C, se han es­tu­dia­do nue­vos ma­te­ria­les se­mi­con­duc­to­res y mag­né­ti­cos pa­ra ba­te­rías y me­mo­rias o adi­ti­vos pa­ra el ce­men­to. En otros sin­cro­tro­nes se lo­gró ver el in­te­rior de hue­vos de di­no­sau­rio sin da­ñar­los y se des­cu­brió por qué cam­bia­ban de co­lor al­gu­nos cua­dros de Van Gogh.

Las lí­neas es­tán pro­te­gi­das con ar­ma­du­ras de plo­mo de sie­te cen­tí­me­tros de gro­sor pa­ra fre­nar los ra­yos X más du­ros, los de me­nor lon­gi­tud de on­da, aque­llos que me­jor pe­ne­tran en la ma­te­ria. Ramón Pas­cual tran­qui­li­za al res­pec­to: “La mí­ni­ma ra­dia­ción que se pue­da ge­ne­rar se que­da en el in­te­rior del bún­ker, cu­yas pa­re­des tie­nen un me­tro de gro­sor en al­gu­nos pun­tos y es­tán he­chas de hor­mi­gón ba­ri­ta­do”, es de­cir, que in­cor­po­ra ba­ri­ta, el mi­ne­ral del que se ob­tie­ne el ba­rio, que ofre­ce un se­gu­ro blin­da­je ra­dio­ló­gi­co.

“Es­ta ra­dia­ción, que es me­nor que la na­tu­ral que lle­ga del sue­lo a la plan­ta ba­ja de un edi­fi­cio de ve­ci­nos, la pro­vo­ca la ac­ti­va­ción en de­ter­mi­na­dos lu­ga­res de al­gún ele­men­to de hie­rro o ace­ro. Y se des­ac­ti­va so­la. De to­das for­mas, nun­ca se ha te­ni­do que sa­car fue­ra ma­te­rial de es­te ti­po, y si hu­bie­ra que des­man­te­lar la ins­ta­la­ción, no ha­bría más de 4 o 5 ki­los pa­ra tra­tar”, de­ta­lla.

De to­das for­mas, y por exi­gen­cia del Con­se­jo de Se­gu­ri­dad Nu­clear, en la sa­la de con­trol del ace­le­ra­dor hay siem­pre dos per­so­nas, 24 ho­ras al día, sie­te días a la se­ma­na, que son los que tra­ba­jan sin pa­rar en la má­qui­na, 6.000 ho­ras al año en to­tal. El per­so­nal de guar­dia no pue­de ale­jar­se del re­cin­to en su tiem­po li­bre más de cien ki­ló­me­tros, pa­ra que en ca­so de emer­gen­cia pue­da pre­sen­tar­se en el AL­BA en un má­xi­mo de una ho­ra. Y no so­lo en la sa­la es­tán pen­dien­tes del fun­cio­na­mien­to de la má­qui­na: la úni­ca pan­ta­lla que hay en la ca­fe­te­ría no emi­te no­ti­cias ni vi­deo­clips mu­si­ca­les, sino los grá­fi­cos que de­ta­llan con qué po­ten­cia y pre­ci­sión tra­ba­ja en aquel ins­tan­te el sin­cro­trón. En el AL­BA no hay ni un na­no­se­gun­do que per­der.

AQUÍ SE HAN ANA­LI­ZA­DO DES­DE PIN­TU­RAS GÓ­TI­CAS HAS­TA CÉ­LU­LAS IN­FEC­TA­DAS POR LA HE­PA­TI­TIS C

Di­se­ño van­guar­dis­ta Vis­ta de la fa­cha­da del edi­fi­cio prin­ci­pal, con el ac­ce­so a las ins­ta­la­cio­nes de ex­pe­ri­men­ta­ción.

Cam­po mag­né­ti­co Ima­nes de al­ta po­ten­cia en el in­te­rior del ani­llo de al­ma­ce­na­mien­to y ace­le­ra­ción. Al­gu­nos elec­tro­ima­nes son fa­bri­ca­dos en Vla­di­vos­tok.

Siem­pre vi­gi­lan­tes Sa­la de con­trol prin­ci­pal. Más de 30 mo­ni­to­res con­tro­lan to­das las ins­ta­la­cio­nes así co­mo el flu­jo del haz de elec­tro­nes pa­ra que es­te no su­fra cor­tes re­le­van­tes du­ran­te la ex­pe­ri­men­ta­ción.

Newspapers in Spanish

Newspapers from Spain

© PressReader. All rights reserved.