Selecciona Edició
Connecta’t
Física de partícules

La llum que explica els secrets íntims de la matèria

El sincrotró Alba, a Cerdanyola del Vallès, és la infraestructura científica més important d’Espanya. Els rajos X que produeix permeten estudiar molècules amb aplicacions en medicina i energia

Vista aèria de l'edifici que acull el sincrotró Alba, a Cerdanyola del Vallès.
Vista aèria de l'edifici que acull el sincrotró Alba, a Cerdanyola del Vallès.

El major microscopi d'Espanya està al campus de Cerdanyola del Vallès (Vallès Occidental), de la Universitat Autònoma de Barcelona. Vist des de l'aire té un aspecte futurista i atractiu, com una mena de platet volador o un dònut gegant d'acer. L'interior sembla més prosaic, com el d'una nau industrial circular amb les seves bastides i la seva maquinària indesxifrable per al no iniciat. Però les aparences enganyen.

El sincrotró Alba, com és conegut, és un accelerador de partícules no gaire diferent de l'LHC de Ginebra, amb el qual es va descobrir el bosó de Higgs. La nau industrial és en realitat un espai tremendament sofisticat en el qual “maquinària de dues tones es mou amb una precisió de micres”, segons explica Joan Casas, cap d'enginyeria de l'Alba. Aquests equips tenen com a objectiu accelerar electrons a una velocitat propera a la de la llum. Per aconseguir-ho, és necessari col·locar-los en un conducte circular pel qual són accelerats seguint una trajectòria corba a la qual els empenyen els imants que envolten el circuit. L'objectiu d'aquesta parafernàlia descomunal és la producció de finíssims feixos de rajos X d'alta intensitat capaços de penetrar la matèria sense danyar-la per il·luminar-ne l'interior i revelar-ne els secrets.

La radiació de sincrotró era un defecte dels acceleradors fins que es van descobrir les seves possibilitats

La radiació de sincrotró es va observar per primera vegada en un accelerador de General Electric, als EUA, el 1947. Llavors es va considerar un inconvenient, perquè feia que les partícules perdessin energia. No obstant això, als seixanta es van descobrir les seves possibilitats com a generador de rajos X d'alta intensitat. Avui, aquest tipus de màquines són reclamades per científics de totes les disciplines, des de la ciència de materials fins a la biologia. A l'Alba, construït amb una inversió de 200 milions d'euros aportats per la Generalitat i l'Estat, els científics que vulguin posar a prova les seves hipòtesis sota la llum dels seus rajos han de passar per una comissió que jutja el seu mèrit.

Per saber, per exemple, la forma en què els patògens ataquen les cèl·lules, és fonamental conèixer la seva estructura i com encaixen els uns amb els altres. Coneixent la forma d'aquest trencaclosques, és possible dissenyar fàrmacs que funcionin com una peça que serveixi per bloquejar l'encaix del patogen i el seu efecte nociu. “En primer lloc, podem estudiar l'estructura d'una proteïna, i després s'afegeixen els lligands, com un fàrmac o altres molècules per veure com interactuen amb la proteïna”, explica Jordi Juanhuix, cap de la línia de cristal·lografia de rajos X Xaloc. “De vegades veiem que una part s'uneix i, una altra, no, i això facilita que pugui haver-hi un redisseny d'aquesta molècula”, afegeix.

Sincrotrons com l'Alba han reduït d'una forma excepcional el temps necessari per obtenir informació sobre l'estructura de les biomolècules. Quan als anys cinquanta es va descobrir l'estructura de l'ADN gràcies als rajos X, eren necessàries hores o dies per obtenir la informació. Ara, un cristall es pot analitzar en dos minuts. Després, això sí, els investigadors poden passar dies, mesos o fins i tot anys treballant sobre la informació que el sincrotró els proporciona en tan poc temps.

Amb una de les línies de l'Alba, la Mistral, ha estat possible fer el primer mapa en tres dimensions de cèl·lules infectades pel virus de l'hepatitis C. En altres línies, amb una llum de diferents característiques, es prova la composició dels materials amb els quals s'elaboren bateries per millorar-ne l'eficiència.

L’Alba va permetre dibuixar el mapa en tres dimensions de cèl·lules infectades per l’hepatitis C

El sincrotró espanyol és la infraestructura científica més important del país. Per Caterina Biscari, directora de l'Alba, disposar d'una màquina d'aquest calibre és essencial perquè el país sigui competitiu en l'àmbit científic i tingui més perspectives econòmiques. En la seva opinió, l'existència d'un altre accelerador similar però més gran com l'ESRF de Grenoble, en el qual Espanya també participa com a país associat, no exclou el valor de la màquina espanyola sinó que l'incrementa, perquè fa més competitius els investigadors espanyols en l'accelerador europeu.

De moment, l'Alba ha funcionat a mig gas. Aprovat el 2002 i construït durant els anys de bonança econòmica, entre el 2006 i el 2010, estava pensat per albergar fins a 32 línies de llum, però de moment només n'ha engegat set. Durant els anys de crisi, s'ha mantingut el pressupost de funcionament, de 15,5 milions d'euros anuals, però no hi ha hagut possibilitat que la infraestructura creixi al ritme planejat inicialment. Ara, hi ha dues línies més en construcció que podrien entrar en funcionament durant els propers anys. Amb aquestes xifres, els científics que requereixen aquest tipus d'infraestructura a Espanya, uns 1.200, han arribat a quadruplicar amb les seves peticions la capacitat de l'Alba per satisfer-les. Per Biscari, “ens hem de conscienciar que encara que hi hagi crisi econòmica cal invertir més en ciència” i que “és necessari que es pugui fer ciència del màxim nivell dins d'Espanya”, perquè “això és el que defineix el progrés dels joves i la societat”.