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El Acelerador 5.5: hacia nuevos retos

Karina Maldonado Portillo
15/ago/2012

"Somos polvo de estrella", decía el cosmólogo, astrofísico y divulgador de la ciencia Carl Sagan, haciendo referencia a la última etapa de estos astros, cuando ocurren fenómenos que son parte fundamental para la existencia de todo lo que conocemos en la Tierra, incluida nuestra propia existencia.

Su frase resumía la importancia de la llamada nucleosíntesis nuclear (esas reacciones que se desarrollan dentro de las supernovas cuando éstas van a explotar y que dan origen a los elementos de la tabla periódica), cuyos procesos eran y siguen siendo uno de los grandes retos para la astrofísica nuclear y para instituciones, como el Instituto de Física, que hacen enormes esfuerzos, tanto en la parte teórica como experimental, para resolverlos.

Hace cuatro años, el IFUNAM se tomó el reto en serio al emprender la actualización del laboratorio Carlos Graef Fernández, el cual alberga el Acelerador 5.5, el más grande del Instituto y el que opera con el mayor voltaje (5.5 millones de Volts).

"El reto más ambicioso que nos hemos planteado no sólo en el área de astrofísica sino también en las demás áreas es hacer de este laboratorio uno de clase mundial", dijo a Noticias IFUNAM el investigador Efraín Chávez Lomelí al presentar su charla Nuevas perspectivas del programa de astrofísica nuclear experimental en el IFUNAM como parte del ciclo Lunch Nuclear el pasado 10 de agosto.


Laboratorio Carlos Graef Fernández después del cambio de imán. En la foto aparece Francisco Favela, uno de los principales autores del Jet Supersónico.

Uno de los objetivos, dijo Chávez, es "despertar el interés de otros grupos, incluso en el extranjero, para establecer colaboraciones a futuro en todas las áreas". De hecho ya han habido algunos acercamientos con grupos de universidades extranjeras, principalmente de Estados Unidos y de Francia, y también de instituciones mexicanas como el Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares.

El proceso de actualización del Laboratorio Carlos Graef Fernández tiene una particularidad excepcional: la instrumentación es original, es decir, está siendo creada por las mismas personas del laboratorio. Así, el desarrollar un equipo propio que nadie más tiene, o que sería demasiado complicado desarrollar, le otorga mayor visibilidad tanto a la institución como a los responsables y resulta atractivo para otros grupos de trabajo.

La actualización empezó cuando se cambió el imán del Acelerador 5.5 por uno que es capaz de crear un campo electromagnético mayor. Este primer paso ha dado resultados positivos: si el campo electromagnético es mayor, hay partículas más energéticas y más pesadas para enviarse a las líneas de experimentación. Con este nuevo imán, es posible lanzar iones de muchos tipos, lo cual abarca un abanico de posibilidades más grandes que antes, dijo Chávez.

Con ello fue posible asignar las líneas del acelerador que emiten los haces a un determinado ángulo y con distintos investigadores del IFUNAM como responsables:


Las distintas líneas del acelerador con sus responsables.

Entre los proyectos previstos más importantes que serán beneficiados con la actualización del Acelerador 5.5 es la creación de un blanco gaseoso. Tal y como si fuera un tiro al blanco, el acelerador dirige el haz de protones a este punto, hecho a partir de un gas. "Allí se llevarán a cabo las reacciones nucleares, las cuales serán analizadas por los detectores", explicó Chávez Lomelí.

El proyecto es complicado debido, por un lado, a que los gases poseen enormes distancias entre sus moléculas, lo que provoca que se disperse con mayor velocidad, y por otro, al imperativo de que el proceso ocurra en vacío para evitar que las partículas aceleradas interactúen con las del aire.

Para extraer todo el aire que pueda acumularse en la tubería se desarrollará el llamado Jet Supersónico. Para el cual, "se va tener en el vacío una columna de gas que entra y sale. Nosotros ponemos una boquilla que está conectada a una gran bomba, abrimos la válvula y entra un chorro de gas y se lanza un haz de protones". La idea es que este Jet Supersónico permita un bombeo diferencial, que consiste en bombear el aire secuencialmente que se vaya acercando al acelerador.


Diseño del Jet Supersónico y el ya instalado en la línea de 45°.

Esto se realiza a través de un sistema muy costoso que no todos los laboratorios están dispuestos a adquirir, dijo Efraín Chávez. "El Jet que nosotros estamos construyendo no es copia de ningún otro; de hecho, proyectos para realizar blancos gaseosos en otras partes del mundo utilizan como referencia el nuestro".

Para el investigador, este es apenas uno de los primeros pasos para tener un laboratorio competitivo, "un primer escalón para poder crecer y poder destacar a nivel mundial", reconoce Chávez, pues "en la medida que este tipo de proyectos continúen, estaremos en la capacidad de competir internacionalmente produciendo datos originales y avances científicos significativos".