Láser chino de rayos X abre una ventana hacia la vida celular

Pueblo en Línea  2021:06:29.13:48

La instalación china SXFEL de láser de electrones libres de rayos X blandos del mundo acaba de lograr en Shanghai una cobertura completa de las longitudes de onda de la "ventana de agua". [Foto: Xinhua]

Por Zhou Wenting

La tercera instalación de láser de electrones libres de rayos X blandos del mundo acaba de lograr en Shanghai una cobertura completa de las longitudes de onda de la "ventana de agua", hito que permitirá a los científicos observar células vivas.

Se espera que las observaciones de las características, la estructura interna y los cambios dinámicos de las células al nivel de un femtosegundo -un cuatrillón de segundo- conduzcan a nuevos conocimientos en imágenes de células vivas y descubrimientos en investigación de materiales, física, química y biología.

El Instituto de Investigación Avanzada de Shanghai, afiliado a la Academia de Ciencias de China, anunció recientemente que su láser de electrones libres de rayos X blandos registró longitudes de onda de 5,6 nanómetros, 3,5 nm, 2,4 nm y 2,0 nm sucesivamente, logrando una cobertura completa de la "ventana de agua", una región del espectro electromagnético en la que el agua resulta transparente para los rayos X blandos.

"De las tres instalaciones de rayos X blandos FEL del mundo, FLASH en Alemania, FERMI-FEL en Italia y SXFEL en China, la marca de 2.0 nm es hasta ahora el mejor registro", aseguró Zhao Zhentang, miembro de la Academia de Ingeniería de China y vicepresidente del Instituto de Investigación Avanzada de Shanghai.

"La instalación funcionará como una poderosa herramienta para la investigación científica relacionada en el país", añadió Zhao.

El Instituto de Investigación Avanzada de Shanghai también informó que la instalación estará abierta para uso de científicos nacionales y extranjeros. Algunas de las principales instituciones de educación superior como la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, la Universidad Jiao Tong de Shanghai y la Universidad Tecnológica de Shanghai ya han participado en el desarrollo de estaciones experimentales.

La "ventana de agua" consiste en una suave radiación de rayos X con longitudes de onda que van desde 2,2 nm a 4,4 nm. A esas frecuencias, el oxígeno y el agua son transparentes a los rayos X, pero otros elementos importantes como el carbono y el nitrógeno interactúan con los rayos X.

"Esta es una herramienta ideal para estudiar moléculas orgánicas y especímenes biológicos en su entorno acuoso natural, y por lo tanto es de gran importancia para las aplicaciones científicas", resaltó Zhao, quien también es director de la Instalación de Radiación Sincrotrón de Shanghai y científico jefe del proyecto SXFEL.

Liu Bo, subdirector de la Instalación de Radiación Sincrotrón de Shanghai y subdirector principal del proyecto SXFEL, comentó que el uso de una fuente de luz FEL con alto brillo, pulsos ultracortos y de alta coherencia permitirá a los investigadores estudiar las funciones e interacciones de las células vivas y observar los procesos dinámicos sutiles en las reacciones químicas.

"Con las tecnologías anteriores, los científicos solo podían ver el resultado de una reacción química. Ahora se pueden testimoniar con alta precisión los pequeños pasos entre toda la reacción. Este avance desencadenará nuevos descubrimientos".

SXFEL, la primera fuente de luz coherente de rayos X de China, junto con la Instalación de Radiación Sincrotrón de Shanghai, la Instalación de Rayos X de Alta Tasa de Repetición de Shanghai, la Instalación de Luz Extrema, y la Instalación de Láser Ultrarrápido Superintense de Shanghai, formarán un grupo que apoyará al Centro de Investigación de Ciencia de Fotones dentro de la Zona de Demostración de Innovación Nacional Zhangjiang.