04/02/2013 - Investigadores de la UPM abren una nueva vía a la obtención de láseres de gran potencia

Menéame

Conseguir láseres de rayos X con las mismas propiedades que los que existen en las instalaciones XFEL mediante el uso de un amplificador de plasma caliente, mucho menos costosos, es posible según un estudio llevado a cabo por un equipo internacional de investigadores, en el que han participado expertos de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).

El hallazgo de este equipo de científicos de Francia (LOA, París), Portugal (GoLP, Lisboa) y España (Instituto de Fusión Nuclear de la UPM, Madrid)  es especialmente significativo ya que reduciría mucho los costes de este tipo de láseres y marcaría un antes y un después en los procesos de funcionamiento de los mismos.

Aunque el hecho de que los láseres de rayos X basados en FEL proporcionan niveles de energía muy elevados y se pueden utilizar para múltiples aplicaciones distintas es algo bien establecido en la comunidad científica, los enormes costes de las instalaciones que requieren para funcionar los convierten en minoritarios. De hecho, en todo el mundo solo existen 4 lugares en los que se trabaje con este tipo de láseres ya que su precio oscila entre los 100 y los 1000 millones de euros.

El uso de un plasma caliente, generado a su vez por un láser de luz infrarroja, para obtener rayos X, es mucho menos costoso y es una técnica que ya se está empleando desde hace decenios, aunque hasta el momento el nivel de energía que producía era menor. Los investigadores de la UPM, entre los que se encuentran Eduardo Oliva (ahora en el LOA y autor principal) y Pedro Velarde, proponen adaptar la técnica denominada Chirped Pulse Amplification (CPA), para aprovechar la dinámica de bombeo de los láseres basados en plasmas.

“La idea que proponemos es alargar el pulso inicial de la luz para que se pueda aprovechar mejor la capacidad de amplificación de energía del plasma. A la salida del amplificador el tiempo de pulso se acorta de nuevo al original aumentando a su vez la intensidad”, explica Velarde. El alargamiento y contracción del pulso de luz (la fuente de energía) se realiza con redes de difracción especiales y es lo que permite obtener la mayor energía. Esta técnica es habitual en las instalaciones de láseres de PW (por ejemplo en el CLPU, Salamanca) aunque con propósito diferente.

Múltiples aplicaciones

Los láseres de rayos X blandos se aplican al estudio de la materia, y más en concreto, a la diagnosis de materiales sometidos a altos flujos de radiación,  la modificación de materiales a escala nanométrica y a estudios que permiten predecir cómo se comportan los nanomateriales cuando están sometidos a estrés.

Además, con potencias de decenas de GW se pueden generar plasmas ultradensos y estudiar su comportamiento. Las excepcionales propiedades de coherencia del haz de luz de este tipo de láseres y su corta longitud de onda, pueden utilizarse para diagnosis de plasmas densos típicos de instalaciones de fusión o, en el ámbito médico, para generar holografías de proteínas. Recientemente se está considerando la aplicación de estos láseres para la destrucción selectiva de células tumorales.

El estudio llevado a cabo por los investigadores de la UPM ha sido publicado en el número de octubre de Nature Photonics, una de las revistas científicas más importantes en este campo a nivel internacional.

Imagen (Fuente UPM): Plasma RayosX

Muchas plantas industriales continúan dependiendo de sistemas de tecnología operacional (operational technology u OT) que llevan décadas en funcionamiento. Su fiabilidad, el elevado coste de detener las líneas de producción y la dificultad de sustituir equipos profundamente integrados en los procesos han favorecido que estas infraestructuras permanezcan durante años sin grandes modificaciones, incluso cuando ya utilizan ...

Greenpeace presenta hoy su informe Destrucción a Toda Costa 2026 donde ponecifras y ejemplos de la vulnerabilidad de la costa ante el colapso climático y el abuso del ladrillo, mostrando que se encuentra en un punto crítico. Este estudio saca a la luz la desconexión entre las actuaciones que se llevan a cabo ...

Dentro del campo específico de las energías renovables, el crecimiento exponencial se debe principalmente al auge la energía solar fotovoltaica, con 18.674 trabajos visados, un 900% más que en 2019, con 1.916 proyectos. El auge en el sector de la energía se refleja también en el hecho de que el 36% del total de los proyectos industriales ...

La nueva encuesta del Observatorio de la Ingeniería de España (OIE) ya está a disposición de todos los ingenieros e ingenieras para poder conocer hasta qué punto la Inteligencia Artificial (IA) está impactando en la profesión, qué usos están haciendo de estas herramientas, qué oportunidades ofrece la IA y qué desafíos plantea para el futuro del ...

La compañía suma un nuevo capítulo a su historia: acaba de completar la fabricación de la unidad número 200.000 de VENTUM®, su línea de sombrerete de chimenea en aluminio. Una cifra poco habitual en el sector que refleja la aceptación del producto entre arquitectos, prescriptores e instaladores desde su lanzamiento en ...