En la Universidad de Stanford desarrollan el láser de rayos X más potente del mundo, 10.000 veces más brillante

Este superláser, desarrollado por el SLAC National Accelerator Laboratory, operado por la Universidad de Stanford, está causando un gran revuelo: con una potencia 10.000 veces superior a la del anterior poseedor del récord y hasta un millón de pulsos por segundo, puede hacer visibles fenómenos que antes parecían inalcanzables.

Pero, ¿qué significa esto en términos concretos? Gracias a su increíble precisión, los científicos pueden utilizar el nuevo láser de rayos X para observar los movimientos moleculares y atómicos en tiempo real.

Las reacciones químicas, los procesos biológicos e incluso los cambios en los materiales se hacen visibles a un nivel completamente nuevo. Lo que es especialmente interesante es que este láser también puede visualizar reacciones que tienen lugar en escalas de tiempo extremadamente cortas, en fracciones de segundo impensables a simple vista.

Un salto cuántico para la investigación

La clave de este éxito es la última versión de la Linac Coherent Light Source (LCLS-II), que ahora funciona con un acelerador superconductor. El corazón de este sistema son 37 módulos criogénicos que se enfrían a unos increíbles -271 grados Celsius para acelerar electrones sin apenas pérdida de energía.

Esta actualización catapulta al láser de rayos X a dimensiones de investigación completamente nuevas. La mayor frecuencia de pulso y el brillo abren innumerables posibilidades, como el estudio de materiales cuánticos, el desarrollo de tecnologías energéticamente eficientes e incluso avances en medicina. Los científicos pueden seguir los procesos en tiempo real, revolucionando la investigación básica a nivel atómico.

Nuevas perspectivas para la química y la biología

Con el nuevo láser, los científicos pueden seguir ahora las reacciones químicas y biológicas en una escala de tiempo que antes era inalcanzable. Especialmente interesantes son los conocimientos que se han obtenido sobre los procesos químicos a nivel de attosegundos, la velocidad a la que se mueven los electrones.

Estos nuevos hallazgos podrían ayudarnos a desarrollar procesos más eficientes para producir energía renovable, fertilizantes e incluso reducir los gases de efecto invernadero. La biología también se beneficia enormemente de las nuevas capacidades del láser. El LCLS-II puede hacer visibles a nivel molecular procesos como la fotosíntesis (la forma en que las plantas convierten la luz solar en energía). Esto podría cambiar fundamentalmente nuestra comprensión de los procesos biológicos.

Ciencia de los materiales y películas moleculares

Pero no sólo la biología y la química se benefician del láser. La ciencia de los materiales también se enfrenta a una revolución. Con la capacidad de examinar la estructura interna de los materiales hasta el nivel atómico y molecular, los investigadores podrían desarrollar materiales completamente nuevos. Esto afecta especialmente a la electrónica, el almacenamiento de energía e incluso la industria aeroespacial.

Una aplicación especialmente interesante del láser son las llamadas "películas moleculares", que permiten observar minúsculos procesos biológicos y químicos en movimiento, como si se tratara de una película a nivel molecular. De este modo, se podría observar en directo cómo funcionan las proteínas o cómo se producen las reacciones químicas. Estas películas podrían abrir nuevas puertas en la ciencia y cambiar radicalmente nuestra comprensión de la naturaleza.

El siguiente paso: aún más potencia

Pero eso no es todo: el Departamento de Energía de EE. UU. ya ha dado luz verde a una nueva mejora del LCLS-II. Esta nueva ampliación de alta energía permitirá a los científicos obtener conocimientos aún más profundos sobre los procesos atómicos. El objetivo es aumentar aún más la precisión y abordar proyectos de investigación aún más complejos, por ejemplo en el campo de la física cuántica y el almacenamiento de energía.

En definitiva, el nuevo láser de rayos X es una auténtica sensación para la ciencia y sin duda permitirá numerosos avances en los próximos años. Desde la investigación cuántica hasta la biología: este láser lleva la luz a la oscuridad, ¡literalmente!