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Ciencia en una nave espacial: un día en ALBA con Caterina Biscari

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Vista aérea del sincrotrón ALBA, la infraestructura científica más importante del Mediterráneo, situada cerca de Barcelona. Fuente: Sinctrotrón ALBA.

Mientras me dirijo en tren a uno de los lugares más alucinantes que un científico se pueda imaginar, me acuerdo, una vez más, de Albert Einstein. Y es que, cuando la silueta del sincrotrón ALBA, situado cerca de Barcelona, se perfila bajo el sol acuciante que quema mi piel y ciega mis ojos, no puedo dejar de pensar en ello: no hay nada más rápido que la luz. ALBA es como un platillo volante de enormes dimensiones y lo que sucede allí dentro pone a prueba la imaginación de cualquiera: en ALBA se aceleran cada día millones de electrones hasta velocidades próximas a la velocidad de la luz.

Entrenamos a mil millones de electrones para que trabajen en equipo y se muevan casi tan rápido como la luz

Esta de hoy es una entrevista a Caterina Biscari, física y directora del acelerador de partículas ALBA, probablemente la infraestructura científica más importantes del Mediterráneo. Biscari nos habla de electrones que trabajan en equipo, de vivir más desconectados para trabajar la imaginación, de mujeres en ciencia y de muchas cosas más.

Se dice que a Albert Einstein le gustaba imaginarse cómo sería el mundo a lomos de un haz de luz. Al terminar esta entrevista tengo que reconocer que no me importaría, aunque fuera unos segundos, cabalgar sobre los electrones ultrarrápidos de esta nave espacial llamada ALBA. Si creen que exagero, sigan leyendo.

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Caterina Biscari, directora del acelerador de partículas ALBA, situado cerca de Barcelona. Foto: ALBA-CELLS.

Si nos imaginamos al sincrotrón ALBA como una pista de atletismo y a científicos e ingenieros como sus entrenadores, ¿a qué velocidades deberían correr los electrones hoy para tenerles a ustedes contentos?

Muy muy rápido, prácticamente a la velocidad de la luz. Si imaginas que el sincrotrón es como una pista de atletismo donde correr los 300 metros (aunque todavía no hayan incluido esta prueba en los juegos olímpicos), los electrones deberían dar un millón de vueltas al segundo. O si lo comparamos con la velocidad de la luz, ésta recorre en un segundo 300.000 kilómetros. En el mismo tiempo, nuestros electrones solo se quedan rezagados respecto a la luz en unos... !cuatro metros!

Electrones ultrarrápidos, pero... ¿se dan "codazos" los electrones dentro del sincrotrón para ser unos más rápidos que los otros?

No, los electrones trabajan en equipo y si alguno de ellos se "distrae", por ejemplo porque intercambia energía con otro electrón o porque choca con una de las poquísimas partículas que pueden quedar en la cámara de vacío, comenzará a oscilar, lo que le llevará a apartarse del grupo para acabar perdiéndose en algún punto del sincrotrón. Por eso inyectamos cada veinte minutos nuevos electrones que reemplazan a los que se han ido "perdiendo", que corresponde al 1 ó 2 por ciento del número total. Este número es muy alto: un millón de millones de electrones viajan a la vez en la cámara de vacío del sincrotrón.


Vídeo explicativo de cómo funciona el acelerador de partículas ALBA. Fuente: ALBA-CELLS.

Sin embargo, por muy bien que lo hagan sus electrones, creo que hay partículas que todavía corren más rápido...

Efectivamente, hay partículas más rápidas de nuestros electrones, como por ejemplo los protones en el LHC (CERN) u otras que llegan a la tierra directamente desde el espacio, como los rayos cósmicos. Pero en esta carrera no es importante llegar antes, lo importante es que todos los electrones de nuestro sincrotrón vayan exactamente a la velocidad precisa para la que hemos construido el acelerador, de manera que emitan exactamente la luz que necesitamos. Si les diéramos más energía, cosa factible, esos 4 metros de retraso respecto a la luz se reducirían, pero la luz emitida no sería la que necesitamos para realizar los experimentos.

¿Para qué utilizan en ALBA a estos electrones ultrarrápidos?

Los utilizamos para que produzcan la luz de sincrotrón que nos permite estudiar la materia, entender los enlaces químicos, las características magnéticas, la estructura de las células, las propiedades de los fármacos, la composición de un pigmento, o de un suelo contaminado e incluso de la pintura usada por un pintor hace siglos. Los campos magnéticos del sincrotrón curvan la trayectoria de los electrones, y debido a la aceleración transversal, los electrones emiten energía bajo forma de luz de sincrotrón. Esta luz es radiación electromagnética, como lo son las ondas radio, las microondas, la luz visible, los rayos X, los rayos gamma.

Lo que diferencia cada uno de estos fenómenos es la longitud de onda de la luz, o, lo que es lo mismo, su energía: a mayores energías, menores longitudes de onda y mayor capacidad de interaccionar con la materia a resoluciones mayores, es decir de ayudar a 'ver' detalles cada vez más pequeños de la materia. En ALBA, a la luz de sincrotrón producida por los electrones en su viaje dentro del acelerador, y que cubre energías desde el infrarrojo hasta los rayos X duros de manera continua, se le abren ventanas por donde se asoma a los sistemas ópticos que la dirigen y focalizan hasta las líneas experimentales. Allí los científicos llevan las muestras de materia que quieren estudiar, en aparatos de gran precisión, y recogen en potentes ordenadores las señales que la interacción de la luz con la materia produce en los detectores.

Estar constantemente conectados puede que esté mermando nuestra imaginación


Usted dijo una vez que vivimos en un rinconcito minúsculo del universo en que las cosas pasan muy despacio, que por eso nos cuesta tanto entender la relatividad. Hay quien dice que Einstein lo consiguió manteniendo la imaginación de un niño. ¿Cree usted que a muchos adultos nos falta imaginación?

Quizás el estar constantemente conectados a la red, con nuestros móviles, nuestras tablets, ordenadores, televisiones, ha reducido el tiempo a disposición para desarrollar la imaginación y para dejar volar el pensamiento sin ataduras. Confieso que me preocupa ver cómo la mayoría de nosotros, independientemente de la edad o bagaje cultural, dedica muchas de las horas que antes eran para la lectura o el paseo, o simplemente el descanso mental, a interaccionar con un dispositivo electrónico, a través del cual llegan mensajes uniformes difícilmente estructurados para desarrollar el pensamiento libre.


Vídeo con los protagonistas que contribuyeron, trabajando en equipo, a "encender" la luz de sincrotón en España, hace ahora cinco años. Fuente: ALBA-CELLS


Hace cinco años se hizo la luz sincrotrón en España por primera vez. Ver el vídeo me puso la piel de gallina. ¿Qué se siente al ser responsable de mantener esa luz encendida y brillante?

Me siento, ante todo, una afortunada. Hace cinco años yo no estaba allí, y tampoco participé en todo el trabajo que supuso llegar a esa primera luz. Admiro y respeto a aquellos que lucharon por hacerlo posible y lo realizaron. Ahora debemos no sólo mantener el estándar, sino desarrollar las enormes potencialidades que tiene el sincrotrón. Hemos hablado de las líneas experimentales. En este momento hay ocho en función y dos en construcción, pero alrededor del acelerador hay capacidad, por lo menos, para otras diez. En obtener los medios para estas nuevas líneas es donde veo el mayor reto, en este periodo de incertidumbre política y económica.

¿Cuál ha sido el descubrimiento/experimento que le ha emocionado más en ALBA?

No es fácil elegir uno entre los cerca de 600 experimentos que ya se han llevado a cabo, y que cubren numerosos campos desde las ciencias de la vida, a la ciencia de materiales en todas sus expresiones. Naturalmente es muy emocionante ver la representación tridimensional de una célula atacada por un virus, y ver como un fármaco puede cambiar la dinámica de esta batalla. Pero también son hermosas las estructuras de los momentos magnéticos de los Skyrmiones, de gran belleza estética, y sobre todo muy útiles para el desarrollo de nuevos materiales que se podrán utilizar por ejemplo para almacenaje o transmisión de datos. Y siempre el primer experimento que se lleva a cabo en un nuevo instrumento tiene la capacidad de emocionarte, porque abre un nuevo camino en el que sabemos muchos otros irán sumando día a día las fichas del conocimiento y del desarrollo.

A las mujeres que quieren ser científicas les digo que no tengan miedo a nada y sean curiosas. Se puede compaginar tener hijos y ser científicas


¿Qué le dicen sus amigos científicos cuando les cuenta usted que trabaja en un acelerador de partículas?

En general, nosotros los científicos pensamos que nuestro campo de especialización es el más interesante entre todos los posibles. Los aceleradores fascinan por su capacidad de poner a disposición de la humanidad instrumentos para el estudio fundamental de la materia, como son los colisionadores, o para aplicaciones muy variadas. No las voy a nombrar todas pero es bueno recordar que la mayoría de los aceleradores se utilizan en procesos industriales y en la medicina, especialmente para la radiología, ya sea con rayos X o con hadrones.

¿Qué consejo les diría usted a las mujeres jóvenes que quieren dedicarse a la ciencia?

Que no le tengan miedo a nada, que se dejen llevar por su curiosidad, que aunque la ciencia requiere tiempo y dedicación en la vida hay tiempo para todo, y se puede tener hijos y ser científicas. Y que es importante ver en nuestros colegas de trabajo, sean hombres o mujeres, los compañeros de un camino maravilloso aunque a veces tenga obstáculos.

¿Si le quedaran dos meses de vida, en qué los invertiría? No se asuste, pregunto esto a todos los entrevistados (risas)

Dedicaría un poco de tiempo a delegar mis responsabilidades en el trabajo, luego saludaría a los seres más queridos, agradeciéndoles las experiencias vividas en común, viviría el mar y transmitiría todo mi cariño a mi hija para que le durara toda la vida.

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