Un sincrotrón para México

Un sincrotrón para México

Opinión
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La radiación sincrotrónica es radiación electromagnética que es emitida cuando partículas cargadas, que se mueven a velocidades...


La radiación sincrotrónica es radiación electromagnética que es emitida cuando partículas cargadas, que se mueven a velocidades cercanas a las de la velocidad de la luz, cambian su dirección de movimiento debido a la presencia de campos magnéticos. Esta radiación puede ser producida de modo natural en objetos astronómicos, o generada artificialmente en aparatos llamados sincrotrones. Esta radiación cubre un rango de frecuencias muy amplio, desde el infrarrojo hasta rayos X muy energéticos. La radiación obtenida es en órdenes de magnitud más intensa que la producida por otras fuentes convencionales además de estar polarizada y colimada (formada por haces paralelos altamente direccionales). 


Actualmente hay aproximadamente cincuenta sincrotrones en funcionamiento en el mundo y son usados para realizar estudios en diversos campos como física e ingeniería de materiales, nanomateriales, materia condensada, estructura biológica y biomoléculas, ciencias ambientales, arte, arqueología y estudios culturales, entre otros. Vale señalar que siete premios Nobel han sido otorgados por investigación relacionada con fuentes de rayos X. Con un poco más detalle tenemos:


Aplicaciones en ciencias de la vida


Investigadores y compañías farmacéuticas han hecho uso de la cristalografía macromolecular. De este modo es posible obtener información estructural que permite a los biólogos y químicos desarrollar nuevas medicinas. Ejemplos son el Tamiflu y la Herceptina, usadas para el tratamiento de cáncer de pecho


Estos resultados y otros más aplicados al desarrollo de terapias contra el cáncer, se lograron usando entre otras cosas radiación sincrotrónica. Otras aplicaciones recientes incluyen el estudio de pandemias virales como las ocurridas en 1918 y 1968.


Aplicaciones en Ingeniería


La radiación sincrotrónica de rayos X permite el estudio, análisis y modelación de tensión, grietas y corrosión, así como el estudio de materiales durante el proceso de producción. Este trabajo es fundamental para el desarrollo de materiales con características especiales y el diseño de nuevos productos.


Aplicaciones en ciencias ambientales


Técnicas basadas en radiación sincrotrónica son utilizadas para el estudio con alta resolución de sustancias ultradiluidas. Esto es útil para el estudio de contaminantes químicos, biológicos y nucleares y su dispersión en el medioambiente.


Aplicaciones en física y ciencia de materiales


Determinar las propiedades y morfología de cada material es fundamental para la física del estado sólido. Estas son técnicas ampliamente desarrolladas dentro de la radiación sincrotrónica. 


Muchos materiales empleados en diversas aplicaciones hacen uso de capas e interfaces que pueden ser estudiadas con alta precisión con esta radiación. 


Por otra parte, la difracción de haces de rayos X de alta intensidad es ideal para el estudio de espín, carga y ordenamiento atómico orbital en cristales y estudios de superconductividad.


Aplicaciones en estudios culturales 


Esta es un área de enorme crecimiento. Los científicos realizan estudios no destructivos usando técnicas de radiación sincrotrónica para responder interrogantes de paleontología, arqueología, historia del arte y ciencias forenses. 


La utilidad de una fuente de radiación sincrotrónica no está en duda. Tampoco lo está la necesidad y urgencia que México tiene de contar con un instrumento de esta naturaleza. Sin embargo es importante reflexionar en los problemas para la realización práctica de un proyecto como este. 


Estos son proyectos muy costosos y en casi todos los países del mundo dan lugar a laboratorios nacionales en los cuales diversas empresas privadas e instituciones académicas nacionales y extranjeras (en colaboración con instituciones nacionales) compiten ante un comité formado por representantes científicos empresariales y académicos, por disponer de tiempo experimental. 


Es también un proyecto tecnológicamente muy ambicioso sobre el cual no es seguro que México cuente con los recursos humanos suficientes y adecuados para construirlo y operarlo. Recordemos todos los innumerables problemas y retrasos ocurridos con el Gran Telescopio Milimétrico (GTM) construido en la Sierra Negra del estado de Puebla, nuestro país se planteó un reto científico tecnológico y de ingeniería para el cual simplemente no estaba preparado.


Para evitar los problemas previsibles sería importante enviar a un grupo numeroso de ingenieros y científicos mexicanos con experiencia a realizar estancias de trabajo a algunos de los más importantes laboratorios de radiación sincrotrónica del mundo como el Diamond Light Source en el Reino Unido; DESY en Alemania; El Instituto de Estudios Nucleares de Tokio en Japón; La Fuente Nacional de Luz Sincrotrónica (NSLS), del Laboratorio Nacional de Brookhaven en Estados Unidos; la Fuente de Radiación Sincrotrónica de Kurchatov en Rusia; entre muchos otros para que sean entrenados en su diseño, construcción y mantenimiento.  


Igualmente es fundamental enviar a varias decenas de jóvenes estudiantes mexicanos recién graduados a realizar investigación doctoral en esas mismas instituciones del mundo, en las diversas aplicaciones físicas, químicas, biológicas, médicas y culturales de la radiación sincrotrónica.


En resumen, aparte de un muy sólido y constante financiamiento, es fundamental tener los recursos humanos suficientes y adecuados para construir y operar este instrumento. Así mismo, es fundamental tener los recursos humanos apropiados para hacer uso de esta fuente de radiación una vez que esté en funcionamiento.