Un viaje de ida y vuelta para avanzar en la investigación puntera en rayos X coherentes e intensos por láser
JPA/DICYT El Grupo de Óptica Extrema de la Universidad de Salamanca continuará con su actividad puntera en investigación sobre rayos X coherentes e intensos por láser en uno de los centros de investigación en Física más reconocidos de Estados Unidos. El físico Carlos Hernández García, tras finalizar recientemente su tesis doctoral, concluirá el proceso de caracterización teórica, validación de datos y descripción de las posibles aplicaciones tecnológicas de este tipo de fuentes de luz en el prestigioso Joint Institute for Laboratory (JILA), en el que realizará una estancia de investigación durante dos años gracias a la obtención de una de las becas europeas Marie Curie.
Hace pocos días, la científica del JILA Margaret Murnane, asesora científica del presidente Barack Obama, explicó a DiCYT la importancia del trabajo de Carlos Hernández. Precisamente, el pasado mes de junio el Grupo de Óptica Extrema informaba a través de Comunicación de la Universidad de Salamanca de la publicación en ‘Science’ de uno de sus trabajos más destacados hasta la fecha, realizado en colaboración con las universidades de Colorado, Cornell y Técnica de Viena, en la que firmaban tanto Margaret Murnane como Carlos Hernández. En él anunciaban que habían conseguido generar por primera vez rayos X coherentes, cuya luz estaba bien caracterizada espacial y temporalmente, utilizando para ello un láser intenso de dimensiones normales, con lo que se abrían las puertas a un amplio abanico de posibles desarrollos tecnológicos.
La investigación desarrollada por los investigadores del Grupo de Óptica Extrema de la Usal Carlos Hernández García y Luis Plaja, director del mismo, se ha visto implementada, además, con la tesis doctoral presentada hace unos días por Hernández en las Escuelas Mayores de la Universidad bajo el título “Fuentes de luz coherentes de attosegundo basadas en la generación de armónicos de orden elevado: influencia de los efectos de propagación”. Del tribunal formaba parte la investigadora irlandesa Margaret Murnane, elegida por Barack Obama para el puesto de presidenta del Comité de la Medalla Nacional de Ciencia de Estados Unidos (premio otorgado por el propio presidente americano a los científicos más distinguidos del país), e investigadora del JILA, con quien Hernández podrá trabajar próximamente en la Universidad de Colorado al integrarse en su grupo de investigación del instituto.
La colaboración internacional entre las dos universidades servirá para, por una parte, que la institución académica salmantina proporcione todo este nuevo soporte teórico desarrollado sobre los rayos coherentes e intensos por láser a los científicos estadounidenses y, por otra, ayudará a los investigadores de la Usal a profundizar en diferentes aspectos que ultimen la validación de la nueva simulación teórica propuesta para este tipo de fuentes de luz, que no existía hasta la fecha, y a trabajar en una caracterización más precisa del comportamiento temporal de los rayos X coherentes (esencial para valorar sus posibles usos), así como a describir sus posibles aplicaciones tecnológicas gracias a las infraestructuras para la investigación de las que dispondrá en el centro estadounidense.
Grupo de Óptica Extrema de la Usal y rayos X coherentes
La sociedad siempre ha tenido un interés muy alto en obtener rayos x debido a que sus propiedades, que les permiten penetrar en muchos tipos de materiales, posibilitan el conocimiento de los procesos físicos de la materia, por lo que son utilizados habitualmente para la generación de imágenes biomédicas en hospitales y en los grandes aceleradores para la investigación en Física, entre otras aplicaciones. Este tipo de luz es conocida como rayos X incoherentes, fluyen de forma muy aleatoria con una distribución de energía desordenada por lo que no se sabe exactamente su distribución temporal.
Por el contrario, los científicos de la Universidad de Salamanca enfocan su actividad de investigación en el proceso físico denominado “Generación de armónicos de orden alto”, descubierto en los años 90, y trabajan en láseres intensos. Concretamente, persiguen obtener luz coherente de alta frecuencia (rayos X) mediante un láser intenso de baja frecuencia.
La obtención de estos rayos X coherentes, de los que se conocería perfectamente su distribución temporal y espacial, ha suscitado gran interés en la Ciencia ya que permitirían realizar medidas de muy alta precisión, a escala nanométrica, lo que supondría un importante avance científico y tecnológico en muchas áreas por sus posibles aplicaciones, un ejemplo sería la posibilidad de desarrollar la microscopía nanométrica.
El Grupo de Óptica Extrema de la Universidad de Salamanca se caracteriza por desarrollar líneas de investigación muy definidas, novedosas y en la frontera de la Ciencia que les sitúa en la vanguardia de la investigación de su área. La calidad de sus trabajos, reconocida a nivel internacional, se verá implementada con los conocimientos que adquirirá Carlos Hernández en el JILA que, tras su estancia en Estados Unidos, concluirá su beca Marie Curie en la Usal.