La història que hi ha darrere del sincrotró
La llum de sincrotró és tan antiga com els estels, però el seu ús científic es remunta a les últimes dècades del segle XX
La llum de sincrotró existeix des de l’origen dels temps i és tan antiga com els estels. Aquesta mena de llum està formada per partícules amb càrrega elèctrica que viatgen a gran velocitat i que descriuen trajectòries corbes.
La seva aplicació en la ciència, però, és una mica més recent: es va descobrir en un laboratori a mitjan segle passat. D’aleshores ençà s’han fet grans descobriments i avenços que han permès que el nostre coneixement sobre la matèria i el món que ens envolta s’hagi incrementat.
Vet aquí les dates clau en l’evolució de la llum de sincrotró.
1895: Descobriment dels raigs X
El físic alemany Wilhelm Röntgen va descobrir els raigs X per casualitat mentre experimentava amb raigs catòdics i un generador elèctric.
Per demostrar que els objectes eren més o menys transparents depenent del seu gruix, va fer servir plaques fotogràfiques i va fer la primera radiografia humana amb la mà d’Anna Bertha Röntgen, la seva dona. Gràcies a aquest descobriment va rebre el Premi Nobel de Física el 1901.
https://twitter.com/CosmoCaixa/status/816932251720040448
1912: Primers experiments amb difracció de raigs X
El 1912, Max Von Laue presenta a la Societat Alemanya de Física una fotografia obtinguda quan els raigs X travessen un cristall, la primera referència científica al fenomen de la difracció.
La difracció té lloc quan una ona es desvia en travessar una obertura o orifici. Per aquest descobriment, clau per a l’ús posterior de la llum de sincrotró, va rebre el Nobel de Física el 1920.
1912: La Llei de Bragg
Lawrence Bragg defineix una llei sobre la difracció de raigs X que permet predir la trajectòria dels raigs quan travessen un cristall.
Aquesta llei donaria origen a la cristal·lografia, una disciplina científica que estudia les propietats dels cristalls i que resulta fonamental per conèixer els materials que ens envolten. Pel seu descobriment, Bragg també rebria un Premi Nobel.
1947: Descobriment de la llum de sincrotró
Un grup d’investigadors de l’empresa General Electric, als Estats Units, fa proves amb un accelerador d’electrons. Per veure el que passa al seu interior, decideixen instal·lar-hi unes finestres. Així és com descobreixen que quan les partícules es corben en la seva trajectòria, salten unes espurnes: és la llum de sincrotró.
1957: Es resol l’estructura de l’ADN
La investigadora anglesa Rosalind Franklin aconsegueix fer una fotografia de l’ADN utilitzant la tècnica de difracció de raigs X. La seva imatge va fer possible el descobriment de la forma de doble hèlix de l’ADN, per part de James Watson, Maurice Wilkins i Francis Crick el 1957.
https://twitter.com/goyoiraola/status/1254194000938110977
1960: Es construeixen els primers sincrotrons
Al principi, la llum de sincrotró s’usa de manera fortuïta aprofitant l’emissió que es generava als acceleradors destinats a la física nuclear. Però a partir de 1960 es fan els primers mesuraments als Estats Units, el Japó i Itàlia.
El 1968 es crea el Tantalus, el primer sincrotró dedicat específicament a generar llum de sincrotró i en el qual es prendran els primers mesuraments.
1980: Apareixen els sincrotrons de segona generació
Entre 1970 i 1980 apareixen diversos acceleradors destinats exclusivament a fabricar llum de sincrotró, com el de Daresbury Laboratory (Regne Unit), el National Synchrotron Light Source (Estats Units), el Photon Factory (Japó), Bessy (Alemanya) i SUPER-ACO (França).
1990: Arriben els sincrotrons de tercera generació
La recerca i el desenvolupament d’onduladors i wigglers (dispositius d’inserció d’un sincrotró) fan possible la construcció de sincrotrons de tercera generació, que generen un feix de llum milions de vegades més brillant que el sol.
Entre aquests nous sincrotrons destaquen l’ESRF, European Synchrotron Radiation Facility (França); l’Elettra (Itàlia); l’ALS, Advanced Light Source (Estats Units) i l’Spring 8 (Japó).
https://twitter.com/ALBAsynchrotron/status/943546893988229123
2010: Inauguració del Sincrotró ALBA
El 2006 comença la construcció del Sincrotró ALBA, després d’alguns anys dedicats a dissenyar i formar un nou grup de persones especialistes a nivell internacional. El projecte té una inversió d’uns 200 milions d’euros.
El sincrotró s’inaugura oficialment el 22 de març de 2010 i és la instal·lació científica més avançada del país.
2012: Primers usuaris del sincrotró
Els primers investigadors que fan un experiment al Sincrotró ALBA procedeixen de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i de l’Institut de Ciència de Materials (ICMAB-CSIC). L’experiment es fa a la línia de llum BOREAS i estudia les propietats magnètiques de les nanopartícules basades en òxid de ferro.
2020: 10 anys del Sincrotró ALBA
El Sincrotró ja supera els 5.000 usuaris, dels quals gairebé la meitat són internacionals, i s’hi han fet més de 1.500 experiments.
El 2020, el Sincrotró ALBA disposa de deu línies de llum i cinc més estan en fase de construcció, equipades amb tècniques capaces d’analitzar la matèria a escala atòmica i molecular gràcies a la gran qualitat de la llum de sincrotró produïda.
Des de la seva posada en marxa, s’hi han generat 37.722 hores de llum. En aquest temps, els electrons dels acceleradors haurien recorregut 2,7 milions de vegades la distància de la Terra al Sol.
Font d’informació: Sincrotró ALBA.
Junior Report dissenya unitats didàctiques per llegir i treballar l’actualitat a l’aula. Pots accedir a la nostra botiga per consultar el catàleg complet!