ESPECIAL AÑO DE LA LUZ

Luz para desentrañar la composición de la materia

Los sincrotrones son aceleradores de electrones que permiten mirar la materia a nivel atómico. Hay medio centenar de instalaciones de este tipo, y en España tenemos el sincrotrón ALBA.  

Esquema de un sincrotrón
Esquema de un sincrotrón Wikimedia Commons

Un sincrotrón es un acelerador de electrones que se usa para obtener una luz de tal calidad que nos permite estudiar la estructura atómica de la materia. ¡Como lo oyes! La luz que se produce es tan potente que podemos “ver” los átomos y su disposición en nuestro material. Más que ver se trata de detectar, porque la luz interacciona con la materia reflejándose, dispersándose, absorbiéndose, etc. y a partir de esa información podemos deducir la constitución atómica de nuestro material.

Para conseguir esta luz de calidad, necesitamos producir electrones (con un cañón de electrones) y acelerarlos con imanes hasta velocidades casi relativistas, es decir, casi casi a la velocidad de la luz. Estos electrones cuando interaccionan con los campos magnéticos de los imanes que los aceleran, generan la radiación sincrotrón que abarca desde el infrarrojo a los rayos X.

Si queremos resolver estructuras atómicas, nos interesa que la luz sea lo más brillante posible.

Pero, si en un laboratorio normal puedo producir rayos X, ¿qué me aporta la luz de un sincrotrón? ¿En qué consiste esa calidad de la luz sincrotrón? Se dice que la luz producida en un sincrotrón tiene una alta brillantez, un concepto físico que viene a significar (tal como explican en el dosier educativo de ALBA) que la luz emitida está dentro de un cono, y cuanto más estrecho es este cono, más brillante es el haz de luz. Si queremos resolver estructuras atómicas, nos interesa que la luz sea lo más brillante posible, posibilitando que haya muchas interacciones luz-materia. Eso es mucho más difícil con una fuente de rayos X convencional. Tal como explicaba la doctora Evelyn Moreno-Calvo: lo que daba un único pico en el laboratorio, con la luz sincrotrón se descubría que en realidad eran dos o tres picos muy cercanos. Y por eso, cuando te dan tiempo de sincrotrón, intentas hacer turnos de trabajo que cubran las 24 horas, y así aprovechar al máximo.

Hay unos 50 sincrotrones en el mundo, de los que alrededor de 20 son europeos, y en España tenemos uno: el sincrotrón de tercera generación ALBA. Allí se hace espectroscopía, microscopía de rayos X (¡que permite observar los orgánulos de la célula sin necesidad de ninguna tinción! y hasta la infección de una célula por virus), difracción de muestras en forma de polvo, cristales, y también difracción no cristalina. La difracción no cristalina es con la que he trabajado con mis liposomas porque te permite obtener mucha información acerca de la estructura, por ejemplo de cuántas capas (lamelas) están formados.

Sobre la autora: Dolores Bueno es estudiante de doctorado en el programa de Ciencia de Materiales de la Universidad Autónoma de Barcelona.

* Este artículo pertenece al Especial del Año de la Luzen Next. 


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