La Fundación Gordon and Betty Moore Otorgó 13,5 Millones de Dólares a la Universidad de Stanford y a los Colaboradores Internacionales para Promover los Avances Científicos en Materia de Aceleradores de Partículas

La Fundación Gordon and Betty Moore otorgó 13,5 millones de dólares a la Universidad de Stanford y a sus socios internacionales para convertir un innovador diseño de un acelerador de partículas denominado "acelerador en un chip" en un prototipo funcional escalable. Este acelerador de partículas impulsado a láser podría tener un importante impacto en la comunidad de la física, y en la ciencia en general, aportando nuevas fuentes de partículas y fotones que sean menos costosas de desarrollar, den respuesta a los desafíos actuales en materia de infraestructura y brinden un acceso más amplio a la comunidad científica.

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El esfuerzo internacional para demostrar el prototipo funcional de un acelerador está basado en los experimentos publicados en 2013 por los dos investigadores principales del proyecto: el Dr. Robert Byer de la Universidad de Stanford en Nature y el Dr. Peter Hommelhoff de la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Nuremberg en Physical Review Letters.

Los doctores Byer y Hommelhoff mostraron, individualmente, el potencial de reducción de un acelerador de partículas impulsado a láser con la esperanza de construir aceleradores más económicos y pequeños. El equipo del Dr. Byer inyectó electrones de alta potencia en un dispositivo pequeño con una estructura enrejada y fabricada con vidrio de sílice. Ellos dispararon un pulso de luz láser en esta estructura diseñada en forma artificial que produjo una ganancia en la aceleración de electrones que es 10 veces mayor a la alcanzada por los aceleradores convencionales. El equipo del Dr. Hommelhoff, en un abordaje paralelo, demostró que un láser podía también ser utilizado para acelerar electrones no relativistas de menor potencia. Ambos resultados tomados en conjunto abrieron las puertas a un acelerador de partículas compacto. Vea cómo funciona un acelerador en un chip en este breve video.

"Basado nuestra propuesta de diseño revolucionario, este prototipo podría fijar las bases para una nueva generación de aceleradores "de escritorio" e inesperados descubrimientos en biología y ciencias materiales y potenciales aplicaciones en escaneo de seguridad, terapias médicas y radiografías", afirmó el Dr. Robert L. Byer del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Stanford y coinvestigador principal del proyecto.

El proyecto reúne a expertos de renombre mundial en física acelerada, física de láser, nanofotónica y nanofabricación para desarrollar el prototipo de un acelerador escalable y funcional dentro de cinco años que genere fuentes de electrones y rayos X a órdenes de magnitud más pequeños que los aceleradores de partículas actuales. Junto con el liderazgo de la Universidad de Stanford y la Universidad Friedrich-Alexander, la colaboración internacional incluye a tres laboratorios nacionales: SLAC National Accelerator Laboratory en Menlo Park, California; Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) en Hamburgo, Alemania; y el Paul Scherrer Institute en Villigen, Suiza. También incluye a cinco universidades y a un socio de la industria: Universidad de California en Los Ángeles, Universidad Purdue, Universidad de Hamburgo, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausanne (EPFL), la Universidad Técnica de Darmstadt y Tech-X Corporation.

Durante los últimos 75 años, los aceleradores de partículas fueron una herramienta esencial para la física, la química, la biología y la medicina, y lograron múltiples descubrimientos que fueron distinguidos con el Premio Nobel. Sin la nueva tecnología de aceleración que reduce el costo (en miles de millones) y el tamaño (varios kilómetros de largo) y brinda un mayor acceso a los científicos, el campo de la física de partículas y biología estructural podría dejar de avanzar.

"El impacto de los aceleradores de menor tamaño puede compararse con la evolución de las computadoras que, alguna vez, ocupaban salas enteras y ahora pueden estar alrededor de tu muñeca. Este avance significa que podremos ampliar la aceleración de partículas hacia áreas y comunidades que anteriormente no tenían acceso a dichos recursos", comentó el Dr. Peter Hommelhoff, profesor de física de la Universidad Friedrich-Alexander y coinvestigador principal del proyecto.

Las oportunidades de descubrimiento nunca fueron tan importantes, pero el compromiso y el financiamiento de la ciencia (del gobierno, de la industria y de la filantropía) son menores a lo que se necesita en la actualidad para acelerar los avances hacia el futuro. Aún cuando la filantropía por sí misma no puede cubrir completamente esta brecha, la Fundación Gordon and Betty Moore cree en la importancia de invertir en investigación básica para promover la innovación que puede tener un impacto significativo para las futuras generaciones. La fundación es uno de los financistas privados más importantes del mundo en ciencias, incluyendo investigación científica y desarrollo tecnológico, y sus inversiones superaron los 1150 millones de USD en los últimos 15 años.

"El acelerador en un chip ocupa a científicos importantísimos detrás de esta gran idea. Sabremos que tuvieron éxito cuando avancen desde el concepto a un prototipo funcional", comentó el Dr. Robert Kirshner, director del programa de ciencias de la Fundación Gordon and Betty Moore. "Esta investigación es riesgosa, pero la Fundación Moore no le teme al riesgo cuando un enfoque novedoso tiene el potencial para hacer un gran avance en la ciencia. Hacer cosas pequeñas para generar resultados inmensos es lo que Gordon Moore hizo en microelectrónica".

La Fundación Gordon and Betty Moore fomenta el descubrimiento científico pionero, la conservación del medio ambiente, la mejora de la atención al paciente y la preservación del carácter especial del Área de la Bahía. Visite www.moore.org o síganos @MooreFound.

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