HEPS: China Completa la Construcción del Sincrotrón Más Poderoso en la Historia del País

A finales de 2024, China pondrá en funcionamiento la avanzada Fuente de Fotones de Alta Energía (HEPS). Este gigantesco proyecto, que ha recibido una financiación sin precedentes de 4.800 millones de yuanes (665 millones de dólares), colocará al país en el exclusivo club de poseedores de sincrotrones de cuarta generación.

La enorme estructura anular de HEPS , con un diámetro de varios cientos de metros, se ha erigido en el distrito de Huairou, cerca de Pekín. Actualmente, se están llevando a cabo trabajos de puesta en marcha a plena velocidad: cientos de científicos e ingenieros están calibrando minuciosamente miles de componentes de la instalación.

Todos los esfuerzos están dirigidos a lograr la creación de la fuente de rayos X más poderosa. Permitirá estudiar en tiempo real la estructura molecular y atómica de diversos objetos con una precisión sin precedentes.

El elemento clave de HEPS es la cámara de vacío, necesaria para mantener el brillo y la estabilidad del flujo de luz. Su montaje debe completarse para finales de junio, después de lo cual comenzará una nueva etapa en la preparación de la instalación para su puesta en marcha.

En términos de potencia, HEPS superará en más de 10.000 veces a los sincrotrones de tercera generación existentes en China, como la Fuente de Radiación Sincrotrón de Shanghái. La resolución temporal del nuevo sistema será de nanosegundos en lugar de los milisegundos habituales en las instalaciones antiguas.

Como señala Ye Tao, del Instituto de Física de Alta Energía de la Academia de Ciencias de China, esto abrirá posibilidades completamente nuevas para los investigadores. Las mediciones de alta precisión a nivel atómico se convertirán en una práctica rutinaria en una amplia variedad de campos.

Tras su puesta en marcha en 2025, HEPS proporcionará a los científicos 14 estaciones experimentales para investigaciones en energía, física de medios condensados, ciencia de materiales, biomedicina y otros campos. En el futuro, se planea aumentar su número a 90.

Una de las características clave de HEPS será la posibilidad de estudiar detalladamente la estructura de las proteínas sin necesidad de cristalizar previamente las moléculas. Los poderosos rayos X permitirán examinar y analizar directamente incluso los cristales proteicos más pequeños.

Antes de la aparición de HEPS, la determinación de la estructura de moléculas de proteínas complejas requería su purificación meticulosa y el cultivo de cristales que pudieran ser analizados por rayos X. Este era un proceso laborioso y prolongado: la preparación de muestras y la investigación en sí misma podían llevar días y semanas.

Según los expertos, la fuente de radiación sincrotrón de ultraalta potencia será un verdadero avance para la mayoría de las disciplinas científicas.

Una fuente de radiación sincrotrón es una instalación poderosa que genera radiación electromagnética. Es parte de un acelerador de partículas llamado sincrotrón, donde estas partículas se mueven en un círculo. La radiación, utilizada con fines científicos y técnicos, se crea mediante la aceleración de electrones en el sincrotrón.

Luego, los electrones acelerados pasan a través de imanes y dispositivos especiales llamados onduladores o wigglers, que crean campos magnéticos poderosos. Estos campos transforman la energía cinética de los electrones en radiación electromagnética, como rayos X. En pocas palabras, las fuentes de radiación sincrotrón usan imanes para mantener las partículas en una órbita circular y campos eléctricos para acelerarlas.