China está ultimando la construcción de la que será la fuente de rayos X más brillante del mundo. Situada a unos 50 km al norte de Pekín, se espera que la High Energy Photon Source (HEPS) comience a funcionar a finales de este año. Esta avanzada instalación impulsará la investigación en los campos de la ciencia de los materiales, la biomedicina y la física.

La HEPS está diseñada para generar haces un billón de veces más brillantes en términos de densidad de fotones que la superficie del sol. Según el Institute of High Energy Physics de la Chinese Academy of Sciences, que dirige el proyecto, su precisión y concentración superarán a las de instalaciones similares en Europa, Asia y Estados Unidos.

Pan Weimin, director del proyecto en el instituto, dijo en un comunicado:

“Una vez que el HEPS alcance el brillo diseñado, será capaz de revelar el mundo microscópico con un detalle sin precedentes. Ofrece una poderosa herramienta para manipular la materia y observar todo su ciclo vital”.

La instalación de rayos X ha iniciado la puesta en servicio de la luz, una fase crucial para probar y poner a punto el sistema con haces de fotones reales. Este paso garantiza que la máquina esté lista para las operaciones de prueba.

Se completó la construcción civil del HEPS (foto en agosto de 2024). Crédito de imagen: IHEP

Avance de la tecnología de rayos X

Desde la década de 1970 se han desarrollado en todo el mundo más de 70 fuentes de luz para ayudar a los científicos a explorar la estructura atómica de los materiales. Estas máquinas a gran escala aceleran los electrones a una velocidad cercana a la de la luz, utilizando potentes imanes para guiarlos. Cuando los electrones cambian de dirección, emiten partículas de luz de alta energía que los investigadores utilizan para analizar las estructuras moleculares.

El HEPS representa un gran avance tecnológico como fuente de luz de cuarta generación. Incorpora anillos de almacenamiento de emitancia ultrabaja que mantienen los haces de electrones estables y muy concentrados. Esto permite a los científicos observar estructuras más pequeñas, procesos más rápidos y señales más débiles con una precisión sin precedentes.

Se espera que la luminosidad de la instalación sea significativamente superior a la de las instalaciones de cuarta generación existentes, incluida la Extremely Brilliant Source de la European Synchrotron Radiation Facility, en Francia. Esta capacidad proporcionará nuevos conocimientos sobre materiales y sistemas biológicos a nivel atómico.

Pan y su equipo destacaron la importancia de la innovación independiente en el desarrollo de HEPS.

Pan dijo:

“Hemos superado el 90 por ciento de los retos técnicos. Nuestro objetivo final es lograr la plena producción nacional”.

HEPS ha introducido un innovador método de inyección y extracción que aumenta la eficiencia al tiempo que minimiza el impacto ambiental. En lugar de desechar los haces de electrones de baja energía, HEPS los recicla fusionándolos con partículas frescas y volviendo a acelerarlos. Este método ahorra energía, mejora la calidad del haz y optimiza la compacta estructura magnética de la instalación.

El profesor JIAO Yi, del Institute of High Energy Physics (IHEP) y subdirector de la división de aceleradores, dijo en un comunicado:

“Este sistema de inyección permite reciclar los haces de electrones, lo que mejora la sostenibilidad medioambiental del proceso”.

En marzo de 2023, primer haz de electrones de HEPS conseguido a través del Linac con una energía de 500 MeV. Crédito de imagen: IHEP

Una adición clave a la infraestructura científica china

HEPS es un importante proyecto nacional de infraestructura científica con una inversión de 4.800 millones de yuanes (665 millones de dólares). La construcción comenzó en junio de 2019 y se espera que dure algo más de seis años. El acelerador y el primer conjunto de 14 líneas de luz de usuario ya están terminados.

La nueva instalación también complementará la Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF), una de las principales fuentes de luz de tercera generación de China. Desde su puesta en marcha en 2009, la SSRF ha acogido a más de 10.000 investigadores y realiza miles de experimentos al año. Sin embargo, la creciente demanda de acceso a las líneas de luz ha provocado largos tiempos de espera. Se espera que el HEPS alivie esta presión proporcionando capacidad adicional.

Con HEPS a punto de completarse, China se sitúa a la cabeza de la tecnología de fuentes de luz de nueva generación. Esta potente herramienta de investigación abrirá nuevas fronteras en la ciencia de los materiales, la medicina y la física, ampliando los límites de lo que los científicos pueden observar a nivel atómico.

[FT: eurekalert]

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Por: CodigoOculto.com