Observar la estructura atómica de un hueso, filmar una reacción química o ver el rendimiento de los materiales en estructuras inferiores a los 100 nanómetros de tamaño son solo algunos de los hitos que están más cerca de hacerse realidad, gracias al desarrollo del acelerador de partículas europeo (XFEL).
El X-Ray láser de electrones libres es una instalación de 3 kilómetros de largo que se construye cerca de Hamburgo. 12 países, liderados por Alemania contribuyen para crear esta instalación científica única en el mundo, que se prevé que comience a funcionar en 2015.
Más de 30 grupos de investigación trabajan conjuntamente en este proyecto, entre ellos un equipo de investigadores del Centro de Electrónica Industrial, en la ETSI Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (CEI-UPM), coordinado por su subdirector, Óscar García. Estos expertos se encargan del desarrollo de las 240 fuentes de alimentación que dan energía a los imanes superconductores que incorpora la instalación. Es una parte fundamental del proyecto, ya que el éxito del XFEL depende, en gran medida, de la precisión en el control del campo magnético que crean los imanes y por tanto de la precisión de la fuente de alimentación que desarrollarán los expertos del CEI-UPM.
El XFEL europeo destaca por sus características únicas. Capaz de generar rayos X ultracortos, parpadea 27.000 veces por segundo y el brillo de su láser es un billón de veces mayor que el de las mejores fuentes convencionales de radiación de rayos-X.
Para generar los destellos de rayos X, se aceleran haces de electrones a altas energías en unas cavidades especiales denominadas “resonadores”, que tienen imanes magnetizados que atraen a los electrones. Los resonadores emiten ondas de alta energía que, al transmitirse a los electrones, les hacen desprender esa energía convertida en rayos X.
Respecto al trabajo desarrollado por los investigadores del CEI-UPM, conseguir un buen funcionamiento del sistema es complejo, ya que para magnetizar los imanes, la energía emitida por las 240 fuentes de alimentación debe ser monitorizada en todo momento, explica su coordinador. “En estas condiciones se deben controlar los 50A de corriente que suministran a cada imán con una precisión de 100µA. La estrategia de control es fundamental y se basa en una combinación de variación de frecuencia y de ciclo de trabajo”, añade.
A ello se suma que las fuentes de alimentación deben proveer una tensión de salida variable (entre +10V y -10V) e incluir las protecciones que exige su uso, relacionadas con la salida brusca de los imanes de fase de superconducción , un momento en el que debe absorberse de manera rápida toda la energía que almacenaban.
“Estamos muy orgullosos de la adición de nuestro conocimiento en esta iniciativa que permitirá lograr importantes descubrimientos en el campo de la física en el futuro”, señala Óscar García.
Una vez que entre en funcionamiento, este acelerador de partículas abrirá áreas de investigación inaccesibles hasta el momento. Entre ellas, se conseguirá trazar los detalles atómicos de los virus, descifrar la composición molecular de las células o tomar imágenes tridimensionales del nanomundo y de reacciones químicas hasta ahora imposibles de observar.
Comentarios recientes