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Hacemos una especie de mini Big-Bang para acelerar partículas

03/12/2018 -
La voz de Galicia

Trabajan con la misma técnica que este año se ha llevado el premio Nobel de Física. Lo hacen desde el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías en colaboración con las universidades de Salamanca, Sevilla, y la Autónoma de México, así como con el Instituto de Instrumentación para la Imagen Molecular de Valencia. El grupo de investigación en el que participan José Benlliure y Lucía Martín ha descubierto una nueva técnica de generación de rayos X que está llamada a mejorar, y mucho, la imagen médica.

-Aquí va la pregunta cansina. ¿Esto para que sirve?

-[José Benlliure] La principal ventaja de esta tecnología es que utilizamos un láser para generar unos rayos X al hacerlo incidir sobre un material. El punto de origen de los rayos X es micrométrico. Al tener ese punto de origen un tamaño tan pequeño, conseguimos más definición. Al tener más resolución puedo eventualmente reducir la cantidad de luz un poco y sacar la imagen o mantener la cantidad de luz y mejorar la calidad de la imagen. Eso de cara a imagen médica tiene interés porque podría hacerse imagen con menos dosis, con menor cantidad de radiación.

-[Lucía Martín] En general, los tejidos vivos están formados fundamentalmente por agua y eso hace que a los rayos X todo el tejido les parezca lo mismo. Esta técnica diferencia mejor distintos tejidos que tienen distinta densidad.

-Trabajan sobre el Nobel de Física de este año.

-[J.B.] Lo que descubrieron es la técnica para hacer pulsos de láser muy cortos y muy energéticos. Es una cuestión de cantidad de energía por unidad de tiempo y unidad de superficie. Si yo meto esa energía en una superficie de micras y en muy muy poco tiempo lo que tengo es una densidad de energía brutal, es como un mini Big Bang lo que hacemos. De hecho el Big Bang era en un punto muy pequeño y en un tiempo muy pequeño muchísima energía. Eso es lo que hacemos, hacemos una especie de mini big bang y eso es lo que consigue acelerar las partículas.

-[L.M.] Esa tecnología es lo que hace posible esta nueva generación de aceleradores.

-Lo que demuestra que la ciencia básica puede tener aplicaciones revolucionarias.

-[J.B.] Creo que es un buen ejemplo de que un desarrollo tecnológico en poco tiempo ha dado lugar a algo que es aplicable.

-¿Y a partir de ahora, qué?

-[J.B.] Con el tema de los rayos X estamos buscando alguna empresa que se interese para poder ir hacia un desarrollo más dirigido a una aplicación comercial.

El proyecto LaserPET se centra en mejorar la producción de radioisótopos.

-[J.B.] A día de hoy existe una tecnología madura para producirlos usando aceleradores convencionales. Esa tecnología funciona bien pero es cierto que es costosa tanto por el acelerador como por la infraestructura alrededor del acelerador, porque cuesta más el hormigón del búnker que hay que construir que el acelerador en sí.

-Y un acelerador más pequeño significa menos hormigón.

-[J.B.] Esa es la clave. La idea es hacer un generador compacto, que al ser más barato se pueda instalar en prácticamente cualquier hospital. Y al ser más barato, ya no hay que hacer en el CHUS cientos de dosis cada día para distribuirlas también a Vigo y a Coruña y amortizar el acelerador.

-También permite hacer radioisótopos de una vida menor.

-[J.B.] El flúor 18 es el que más se utiliza porque dura dos horas. Hay mucho interés en el carbono 11, que se utiliza en el diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas y cardiovasculares, pero dura 20 minutos. Nos vamos a centrar en el carbono 11 por una razón estratégica.

-[L.M.] Los médicos también necesitan acceso a ellos para estudiarlos, ver cuáles les interesan más para una u otra cosa. Y si no se les da acceso a ellos no pueden saberlo.

-[J.B.] Esa colaboración con la investigación médica es muy motivadora, porque no solo hago algo que me puede interesar sino que detrás hay alguien que podría utilizarla.

«Estamos investigando de dónde viene la materia del universo»

La principal aplicación del acelerador compacto que desarrolla el Instituto de Física de Altas Enerxías es médico, pero se puede usar para otras muchas cosas.

-[J.B.] El principal problema que tiene la tecnología actual es que la única forma que hay de hacer partículas más energéticas es aumentando el tamaño y por esa razón el CERN es tan grande. Sin embargo, con esta tecnología, en pocas micras consigo el mismo potencial acelerador que en metros.

-¿Qué otras aplicaciones tendría?

-[J.B.] Hay muchas industrias que utilizan aceleradores. La industria alimentaria usa aceleradores para prolongar la vida útil de los alimentos. También se usan en la industria de la microelectrónica, que se basa en el silicio con dopantes y como cada vez la electrónica son capas más finas es más difícil introducir las partículas y la forma de hacerlo es con un acelerador. También en sellado de materiales...

 

-La USC también participa en el proyecto FAIR.

-[J. B.] ¿Te suenan las ondas gravitaciones? Se han detectado dos sucesos. Uno era un agujero negro pero lo otro era una colisión de estrellas de neutrones. Lo que hacemos es reproducir en el laboratorio esa colisión. Estamos buscando dónde se producen los elementos pesados de la tabla periódica en el universo, o sea, donde se produce el hierro, el oro, el plomo... Estamos investigando de dónde viene la materia del universo. Sabemos que se produce en las estrellas, que además de producir energía, transforman la materia por reacciones de fusión. En las estrellas convencionales explicamos la producción hasta el hierro, pero a partir de ahí sabíamos cómo, pero no dónde. Ahora tenemos la prueba, porque en esa colisión de estrella de neutrones se ha visto la traza de producción de estos elementos pesados.