Un nuevo sincrotrón para ver lo imposible

Pero el instrumento puede afinarse aún más. Tras una década en marcha, el próximo año se llevará a cabo el prediseño de una renovación que, alrededor de 2030, convertirá a ALBA en un sincrotrón de cuarta generación. Esto implicará una mayor resolución, la posibilidad de ver procesos y estructuras ahora imposibles, una velocidad increíble y la realización de muchos más experimentos.

ALBA, más modesto y con funciones diferentes a las de su hermano mayor, el Gran Acelerador de Hadrones (LHC) de Ginebra -destinado a desentrañar los grandes misterios del Universo-, ha competido con otras instalaciones similares en Europa. Pero corre el riesgo de quedarse obsoleto si no se renueva. Cuando lo haga, su tecnología será equiparable al Max IV que ya funciona en Suecia (la fuente de luz sincrotrón más brillante del mundo) o al más complejo Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón (ESRF) en Grenoble, que también tiene participación nacional. Muchos otros de cuarta generación se están proyectando en EE.UU, China o Rusia. Aún no hay presupuesto para el nuevo sincrotrón español, es demasiado pronto, pero desde la dirección de ALBA lo estiman en unos 200 millones de euros, una cuantía similar a la de su creación, que será financiada por el Gobierno de España y la Generalitat de Cataluña.

El objetivo es construir una nueva infraestructura, ALBA II, basada en la ya existente, algo similar a las obras del Santiago Bernabéu, donde un nuevo estadio se levanta sobre los cimientos del actual. A los 60.000 metros cuadrados de las instalaciones existentes, se les añadirán 10.000 más. Incluso se contempla un parque científico a su alrededor, algo todavía en el aire. Mientras, el sincrotrón seguirá funcionando, a excepción de una parada para la instalación de los nuevos sistemas en 2029.

Pero, ¿cómo trabajará esa potentísima máquina? Su energía seguirá igual, 3.000 millones de electronvoltios a una velocidad próxima a la de la luz. El gran cambio es que el haz de electrones pasará de diez micras (milésimas de milímetro) a menos de una. «Los electrones irán empaquetados más juntos en un haz más pequeño, lo que producirá una luz más intensa, brillante y coherente», explica Caterina Biscari, directora de ALBA. «Evidentemente, gana resolución y mejora la capacidad de estudiar la materia. Por ejemplo, se detectarán elementos químicos hasta ahora imposibles de descubrir en una muestra pero que pueden ser fundamentales para la investigación», señala. Además, los experimentos serán más rápidos, ya que una mayor potencia en el haz significa menos tiempo necesario para llevarlos a cabo, y se producirán más datos. «Lo que ahora se hace en un día se podrá hacer en una hora», asegura.

El sincrotrón cuenta actualmente con ocho líneas de investigación. Dos nuevas se pondrán en marcha el año que viene y otras tres están en construcción. Todas ellas se mantendrán mientras las obras avancen. Cuando terminen, serán 16 o 17 laboratorios. En 2019, más de 2.200 investigadores externos visitaron esta fuente de luz para llevar a cabo 300 experimentos -este año los números fueron menores por las normas de seguridad-, pero cuando todas las líneas estén listas y los experimentos sean más rápidos, podrán hacerse muchos más.

Como casi todos, ALBA sí tuvo que parar en marzo a causa del confinamiento, pero en abril empezó a dar servicio a una empresa farmacéutica que preparaba un fármaco contra el Covid-19. Desde entonces, para cumplir con las medidas de seguridad, los propios científicos del sincrotrón llevaron a cabo los experimentos, sin la intervención de los equipos visitantes. «Hemos conseguido hacer el 98% de los previstos y hemos añadido ocho relacionados con el coronavirus: uno de una empresa americana, otro de un grupo portugués y el resto, españoles. Para el año que viene tenemos ya otros seis y llegarán más», dice Biscari, física experimental, con el orgullo de haber podido utilizar sus instalaciones en la lucha contra el SARS-CoV-2.

Si Biscari recuerda con especial emoción las líneas de investigación sobre el coronavirus, tampoco se olvida de otras relacionadas con la medicina. Por ejemplo, «cómo un fármaco protegía a las células del virus de la hepatitis C. Podíamos ver con 30 o 40 nanómetros de resolución dónde se posicionaba el virus para entrar en la célula», describe.

Los experimentos son escogidos por su excelencia por un panel de expertos. Solo los mejores consiguen tiempo de haz. Normalmente se proponen el doble de los que se pueden atender, pero aquellos relacionados con la pandemia «tienen absoluta prioridad», dice la directora. «Hasta ahora, han sido investigaciones abiertas, experimentos para entender las características del virus, cómo infecta las células», explica. Sin embargo, Biscari también considera importante acudir a la industria, que paga por servicio, «para que este instrumento fantástico sea todavía más aprovechado».

ALBA II traerá un nueva ventaja. Salvador Ferrer, científico miembro de dirección, explica que como los experimentos se harán más rápido gracias al aumento de la coherencia de los rayos X en comparación con los sincrotrones de tercera generación, los efectos de la radiación en las muestras biológicas serán mucho menores. «Es muy importante porque si tienes que radiar mucho una célula para sacar una imagen, se verá dañada, muy alterada respecto a su configuración inicial. Imagina lo fundamental que es esto en la investigación del cáncer», apunta. Otra nueva capacidad con aplicaciones médicas inmediatas será la observación de cristales de proteínas muy pequeños (una micra) y la resolución de su estructura a la perfección, cosa que ahora es imposible. En el mundo de la computación, otro tanto: resoluciones impresionantes y con mucha mayor rapidez.

Igualmente, podrá hacerse realidad la tomografía de objetos muy pequeños incluso en fracciones de segundo. «Por ejemplo, se podrá seguir cómo se propaga la fractura de un material para construir aviones en tres segundos, filmado en tres dimensiones», expone Ferrer. Lo mismo para saber cómo se degrada el catalizador de un coche. Todo ello cuando ALBA II abra los ojos a una nueva luz.