La máquina de rayos X más poderosa de todos los tiempos fue desarrollada en el SLAC National Accelerator Laboratory de California, y su potencia es tal que permitirá a los investigadores observar átomos, moléculas y reacciones químicas con un nivel de detalle que nunca antes se había logrado.

Esta máquina, denominada Linac Coherent Light Source II (LCLS-II), ha completado recientemente un proceso de mejora que comenzó hace más de una década, según informa New Science. De acuerdo a la página del proyecto LCLS, la potencia de los rayos que genera son, en promedio, 10.000 veces más brillantes que los producidos por la versión anterior de este dispositivo.

Estos rayos X son un billón de billones de veces más brillantes que los empleados en procedimientos médicos.

¿Cómo funciona la máquina?

Siguiendo a New Science, el LCLS-II produce rayos X mediante un complejo proceso en el que intervienen láseres, electrones, microondas e imanes, de la siguiente manera:

• En primer lugar, los investigadores utilizan un láser ultravioleta para expulsar electrones de una placa de cobre antes de acelerarlos con un dispositivo que emite intensos pulsos de microondas.
• A continuación, los electrones se mueven por un laberinto compuesto por miles de imanes.
• Esto hace que se muevan de un lado a otro y emitan rayos X en ráfagas predecibles y bien controladas.
• Los investigadores dirigen estos pulsos hacia objetos y materiales para obtener imágenes de su estructura interna.

Esta capacidad nunca antes lograda se debe a un importante trabajo de actualización, en el cual, el equipo del SLAC renovó el tubo metálico de 3 kilómetros de longitud por el que viajan los electrones con un revestimiento de niobio. Este metal, como informa New Science, puede soportar la exposición a electrones energéticos sin precedentes cuando se enfría a unos -271 °C.

Para mantener el tubo adecuadamente frío, el equipo tuvo que instalar una gigantesca planta criogénica bajo tierra.

¿Cómo ayuda a la ciencia?

La investigadora Nadia Zatsepin, del instituto La Trobe de Ciencia Molecular, afirmó que el LCLS-II permitirá a los investigadores realizar ‘películas moleculares’ de procesos de la biología, como la visión de los mamíferos, la fotosíntesis, la acción de los fármacos y la manera en la que se regulan los genes en los organismos.

Mike Dunne, el director asociado del SLAC, aseguró que la capacidad de la máquina para producir no únicamente rayos X brillantes, sino también muchos rayos X en un tiempo extremadamente corto, permitirá a los investigadores ver qué ocurre en el interior de materiales tecnológicamente importantes, como los utilizados para dispositivos fotosintéticos artificiales o la próxima generación de semiconductores.

“Se trata de una herramienta científica muy amplia, como un potente microscopio que puede examinar desde materiales cuánticos hasta sistemas biológicos, pasando por la química catalítica o la física atómica, y examinará todo eso y mucho, mucho más”, dijo Dunne a New Science.