estreno del nuevo láser vega

España tiene uno de los láseres más potentes del mundo: lo usará menos de un segundo

La tecnología láser española se coloca en la vanguardia mundial con el Centro de Láseres Pulsados de Salamanca, caracterizados por sus disparos extremadamente breves e intensos

Foto: Interior del láser VEGA (CLPU)
Interior del láser VEGA (CLPU)

Llega el momento clave para una de las infraestructuras científicas más destacadas de España. Con la inauguración oficial del láser de petavatio el pasado martes 18 y la evaluación de las peticiones internacionales para usarlo, la semana que viene, se pone en marcha la joya del Centro de Láseres Pulsados (CLPU) ubicado en Salamanca.

¿Y qué es un petavatio? Una cantidad de energía difícil de imaginar que lo sitúan entre los 10 láseres más potentes del mundo. En concreto, 1015 vatios, mil billones de vatios o 1.000.000.000.000.000 vatios, como prefieran.

Sin embargo, los disparos de este láser, llamado VEGA, son tan extremadamente breves que su consumo eléctrico equivale al de una bombilla. Para visualizarlo no debemos imaginar un rayo láser continuo, sino “una bolita de energía microscópica”, explica a Teknautas el director del CLPU, Luis Roso.

La magnitud temporal de ese “pulso” también es difícil de comprender desde una perspectiva humana. Sólo dura unos 30 femtosegundos y un femtosegundo es (volvemos con los numeritos pero ahora al revés) 10-15 segundos, la milésima de billonésima de un segundo o 0,000.000.000.000.001 segundos, como prefieran. Sería “el tiempo que tarda la luz, a su velocidad, en cruzar las escasas micras que mide una hoja de papel”.

Para visualizarlo no debemos imaginar un rayo láser continuo, sino "una bolita de energía microscópica"

Teniendo en cuenta lo que tarda en acumular energía antes de cada disparo, tendría que estar funcionando miles y miles de años para que el tiempo de todos los brevísimos pulsos que emita lleguen a sumar en total un segundo. Plantearlo así es un poco malévolo, porque en realidad el conjunto de la instalación está funcionando de continuo para preparar ese instante imperceptible en que dispara, pero al director le divierte la idea: “Es un dato correcto, pero espero que no se malinterprete y me cierren el centro”, bromea.

Entre los tres mejores por la frecuencia de disparo

Y sin embargo, VEGA puede disparar una vez por segundo –el tiempo que necesita para acumular energía entre disparo y disparo–, todo un logro que hasta ahora sólo había conseguido un láser de Estados Unidos y otro de Alemania. Esa capacidad de repetición es fabulosa para llevar a cabo muchos experimentos. “Mantener esa frecuencia de disparo es terriblemente complicado, estamos en la frontera del conocimiento y nos enfrentamos a problemas tecnológicos, no es como comprarte una lavadora”, señala el director.

De hecho, el proceso de construcción no ha sido sencillo desde que Roso, catedrático de Óptica en la Universidad de Salamanca, se lanzó a promover el proyecto y consiguió que el gobierno de Zapatero lo incluyese en el mapa de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS). Por suerte, “no hay fotones de izquierdas ni de derechas” y a pesar de la crisis y los cambios políticos, la idea salió adelante con más de 40 millones de euros de presupuesto desde el inicio hasta 2021 a repartir entre el Gobierno (50%), la Junta de Castilla y León (45%) y la Universidad de Salamanca (5%).

Por suerte, "no hay fotones de izquierdas ni de derechas" y a pesar de la crisis y los cambios políticos, la idea salió adelante

¿Por qué esta apuesta? Desde que en los años 60 Theodore Maiman construyó el primer láser, esta tecnología se ha ido colando en nuestras vidas y sus posibilidades científicas y tecnológicas parecen no tener fin. Los láseres “concentran fotones de una manera brutal” y de ahí sale “tanta energía que es capaz de destruir la materia completamente, se puede generar un estado de la materia conocido como plasma, y acelerar partículas”, comenta el director del CLPU.

Simular el interior de una estrella

La característica que distingue los pulsos de VEGA es que son “ultracortos y ultraintensos”, es decir, brevísimos en el tiempo y muy potentes. “Durante un tiempo muy corto se simula el interior de una estrella, así que muchos de nuestros experimentos entran dentro de una rama conocida como astrofísica de laboratorio, imitas algunas de las propiedades de los plasmas como el del interior del Sol”, señala.

Luis Roso explica las características del láser del petavatio (DiCYT)
Luis Roso explica las características del láser del petavatio (DiCYT)

Suena a ciencia básica, pero el CLPU no es exactamente lo que parece: “No somos un centro de investigación”, insiste Roso, “en un centro de investigación el objetivo es publicar artículos científicos y nuestro objetivo es recibir a usuarios y hacer funcionar un equipo sofisticado”. Precisamente por eso se trata de un proyecto estratégico para España: atraerá conocimiento y permitirá desarrollar tecnología.

Talento internacional

“Vienen usuarios con proyectos internacionales de mucha relevancia que aportan conocimientos que no tenemos, vemos las ideas y las absorbemos”, indica el experto. Habla en presente porque en una primera convocatoria ya se seleccionaron siete proyectos procedentes de Europa, Japón, Estados Unidos y Canadá para utilizar el láser de 200 teravatios (la quinta parte de la potencia que se ha puesto en marcha esta semana), la versión anterior al actual.

Después de que hace unos días el rey Felipe VI pulsara el botón que dispara el petavatio, comienza la competición por utilizar este nuevo sistema. Los criterios de viabilidad y calidad científica decidirán quiénes pueden utilizar las instalaciones. De momento, ya hay más de una veintena de solicitudes.

Desarrollo de tecnología española

El otro punto fuerte es el desarrollo de tecnología española. De hecho, aunque el láser propiamente dicho procede de Francia, algunos de los componentes que integran el sistema se han desarrollado en España, hechos a medida para una instalación inédita en la que había que ir probando y experimentando a medida que se iba construyendo.

Felipe VI pulsa el botón disparador del láser (Universidad de Salamanca)
Felipe VI pulsa el botón disparador del láser (Universidad de Salamanca)

“Los láseres son cada vez más pequeños y compactos, está ocurriendo lo mismo que sucede con los ordenadores, pero a un ritmo más lento, quizá porque la demanda es menor”, apunta Roso, “de aquí a unos años quizá haya un láser de 10 petavatios que sea más pequeño que éste y lo que estamos haciendo nosotros es incrementar nuestro conocimiento para crear láseres específicos con tecnología española”.

De hecho, se espera que muchos de los científicos internacionales que utilicen las instalaciones de Salamanca con el tiempo puedan desarrollar sus propios láseres en sus respectivas empresas o centros de investigación.

Estos enfoques no impiden que el CLPU desarrolle sus propios estudios. “Estamos obligados a abrir nuevas posibilidades para que puedan venir nuevos usuarios” y una pieza clave es el desarrollo de sistemas de detección que permitan medir con precisión lo que ocurre en los experimentos. Como todo es nuevo, la tecnología convencional no sirve.

Una nueva radioterapia contra el cáncer

No obstante, el CLPU también trabaja en ciencia aplicada y probablemente lo más llamativo en esta línea es la búsqueda de nuevas fuentes de radiación para tratamientos antitumorales. En un intento por desarrollar un nuevo concepto de radioterapia, “tratamos de ver cómo funciona la radiación pulsada frente a la continua”.

Es decir, teniendo en cuenta las características de este láser “ultracorto y ultraintenso”, quieren utilizar protones, electrones y rayos X para atacar las células tumorales con una radiación más breve y más energética. Por ejemplo, “en lugar de enviar protones de uno en uno, se trata de mandar un paquete de protones de golpe al tejido, estamos preparando pruebas y poniéndolas a disposición de la comunidad médica”, aunque aún está lejos de probarse en pacientes.

De la Fórmula 1 a una factoría

A pesar de que el láser de petavatio acaba de arrancar, Roso y su equipo –en el Centro de Láseres Pulsados trabajan menos de 40 personas– ya planean el futuro. “La posición de un director cuando inaugura algo es pensar que ya es viejo y tienes que ponerte con lo siguiente”, asegura.

Y lo siguiente es la especialización hacia un láser cuyos disparos sean de una alta frecuencia. “Estamos estudiando cómo hacer un sistema que dispare entre 5 y 10 veces por segundo”, afirma. Ese paso supondría pasar de ser un instrumento científico como el actual a una factoría.

Centro de láseres pulsados de Salamanca (CLPU)
Centro de láseres pulsados de Salamanca (CLPU)

“Es la diferencia entre la Fórmula 1 y nuestros coches. Si queremos hacer tecnología que desarrollamos llegue a los hospitales, por ejemplo, tenemos que intentar que se convierta en los coches de calle, que a lo mejor no cogerán la velocidad y la potencia máxima, no estarán en la vanguardia porque no serán algo experimental, pero serán prácticos y fiables”, explica.

“Si tuviéramos la previsión de aumentar el presupuesto actual por 10 o por 100 apostaríamos por hacer el láser más potente del mundo, porque tendríamos la capacidad para hacerlo muy bien, pero creo que es más útil socialmente convertirnos en algo menos científico y más industrial”, comenta Roso.

Soñar con el láser más potente del mundo

Sin embargo, puestos a soñar, no descarta que en un futuro este proyecto pase a ser parte del gran proyecto europeo Extreme Light Infraestructure (ELI), En la actualidad, esta iniciativa tiene tres pilares: potentes instalaciones en República Checa, Hungría y Rumanía que ya se están construyendo y llegarán a los 10 petavatios (el récord mundial está en 5 petavatios).

“El cuarto pilar de ELI está congelado, pero se trataría de llegar a los 100 petavatios. El día en que se reactive esta propuesta, el CLPU será uno de los centros de referencia, nos gustaría que viniera, pero sería un esfuerzo económico muy importante para España, así que quizá sea mejor que no salga por ahora”, reconoce el director.

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