FERMI captura movimientos atómicos con luz ultrarrápida

Italia.

La materia a escala nanométrica, desde nuevos materiales hasta procesos químicos invisibles como la fotosíntesis, es estudiada mediante el láser de electrones libres FERMI. Este instrumento impacta las muestras con pulsos de luz ultraveloces y potentes, capturando los movimientos de la materia a escala atómica como si se tratara de una película en cámara lenta.

Claudio Masciovecchio, dirigente de Elettra Sincrotrone Trieste, explicó que la potencia generada por FERMI es comparable a la de una central nuclear de tamaño medio.

“Hablamos de la misma potencia que emite una central nuclear de tamaño medio. Sin embargo, mientras la central la produce de forma constante, FERMI la genera en un solo pulso”, señaló.

Los experimentos se desarrollan en escalas de tiempo de femtosegundos, intervalos extremadamente breves. FERMI es un acelerador lineal compacto de 360 metros de longitud cuya particularidad reside en el sistema de siembra aplicado al haz de electrones producido.

Masciovecchio destacó que esta tecnología permite un control preciso de la radiación emitida.

“Es diferente porque, normalmente, la radiación de un FEL (láser de electrones libres) se emite haciendo oscilar paquetes de electrones. En nuestro caso, decidimos manipular un poco esos paquetes con un láser visible, un láser estándar de laboratorio; esto permite controlar de manera perfecta la radiación que emite FERMI”, explicó.

Entre las aplicaciones de estas investigaciones se encuentra el estudio de la difusión del calor en los chips de los teléfonos móviles y el problema del sobrecalentamiento de los centros de datos asociado al uso de la red y de la inteligencia artificial.

“Uno de los experimentos que hemos realizado demostró que, en el silicio, la difusión del calor a microescala ocurre 100 veces más lento que a macroescala. Esto significa que el calor se queda concentrado en una zona y no se disipa eficientemente. Por ello, ahora estudiamos otros materiales que puedan mejorar el rendimiento en la microelectrónica”, afirmó.

FERMI, junto con el sincrotrón Elettra, actualmente apagado por la construcción de Elettra 2.0, es una de las dos grandes fuentes de luz de Elettra Sincrotrone Trieste. Cada año, el centro recibe a más de 1.500 investigadores procedentes de más de 60 países.

Según Masciovecchio, la producción científica de FERMI es comparable a la de algunos de los principales centros de investigación del mundo.

“La producción científica de FERMI está al mismo nivel que centros de investigación de gran importancia mundial, como el de Stanford o el de Hamburgo, cuyos costes son, obviamente, diez veces superiores al de FERMI”, subrayó.

Hace 15 años, el proyecto enfrentaba el escepticismo de algunos sectores. Actualmente, la técnica de siembra desarrollada en FERMI se estudia internacionalmente para ser aplicada en aceleradores lineales de mayor tamaño, como el European XFEL de Hamburgo. 

Por: RAI.