By Camila Campos Escamilla
Translated by Camilla Campos Escamilla
Edition Community Science MX
The Mexican synchrotron will be located in
the state of Hidalgo, with its construction beginning in 2021.
Source: DGCS, UNAM.
What is a synchrotron?
A synchrotron is a
particle accelerator devised as a giant ring-shaped machine in which electrons
are accelerated nearly as fast as the speed of light, in order to emit a high
intensity electromagnetic radiation is known as synchrotron light.
A series of deviations,
known as beamlines, emerge from this ring. These are the laboratories where studies
for different fields of research take place.
Results at the speed of light
One of the most important
of the extraordinary properties of synchrotron light is brilliance, which
refers to the amount of luminous energy per time unit. Synchrotron light’s
brilliance is more than a million times greater than the Sun’s. If this weren’t
enough, synchrotron’s brilliance is a trillion (i.e. 1012)
times greater than in-house X-ray sources. What does this mean? A greater
brilliance allows for a deeper and more efficient study of the samples struck
by the beam of light.
In addition, a synchrotron
is able to produce light from different regions of the electromagnetic
spectrum, allowing to fulfil different analyses and a greater number of
experiments while using a sole light source. Depending on the nature of the
experiment and the sample, synchrotron light may be filtered, focused, and
calibrated. Another advantage of synchrotron light is that it may be produced
in intermittent flashes, or pulses, with a duration of hundreds of trillionths
of a second, which allows conducting detailed studies of chemical, physical, or
biological processes that occur so quickly or briefly that other methods
wouldn’t be able to grasp them.
Thanks to this
technology’s power, research that would take years to develop may yield results
in a matter of weeks, having greater precision and superior overall quality.
Everybody’s tool
Synchrotron light has a
range of applications as wide as the electromagnetic spectrum it covers. It is
an invaluable research tool in areas such as chemistry, structural biology,
medicine, environmental science, material science, and petrochemistry. Further,
the power of synchrotron light represents an advantage for the pharmaceutical,
the automotive, the aeronautical, and the agricultural and food industries,
among others.
Synchrotron structure
infographic. Source: ALBA synchrotron
The Hidalgo Synchrotron Project
The projects developed in
Mexico using synchrotron light have relied on using facilities in other
countries. However, transporting samples to these facilities represents a risk
to them, as their stability may be altered throughout the trip and this, in turn, may affect the quality of the project’s results. Other factors also represent
limitations, such as delivery costs, possible complications at customs, and
beamline availability and project approval for its use.
Therefore, institutions
such as the National Autonomous University of Mexico (UNAM), the National
Polytechnic Institute (IPN), the Center for Research and Advanced Studies
(CINVESTAV), the National Council of Science and Technology (CONACyT), and the
government of Hidalgo, have come together to make one of the most ambitious and
promising projects for Mexico a reality.
The construction of the
Mexican Synchrotron is expected to begin in 2021 and conclude in 2025 in the
state of Hidalgo. Its construction requires a multimillion investment and
scrutiny in every stage. For this purpose, this project will have management and guidance from national and international experts.
Having a synchrotron in
Mexican territory will result in greater scientific and technologic advances in
order to solve different issues, as well as to place Mexico among the economies
that own and operate an instrument of such magnitude.
Sources:
· Dirección General de Comunicación Social
(noviembre 2017). Participa la UNAM en sincrotrón mexicano. Retrieved
on August 17, 2020 from https://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2019_783.html
· INCyTU (febrero 2018) Fuente de luz
sincrotrón. Retrieved on August 17, 2020 from http://foroconsultivo.org.mx/INCyTU/documentos/Completa/INCYTU_18-003.pdf
· Vázquez, A. (noviembre 2019) Los
cerebros detrás del sincrotrón mexicano. Retrieved on
August 17, 2020 from https://invdes.com.mx/ciencia-ms/los-cerebros-detras-del-sincrotron-mexicano/
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Por Camila Campos Escamilla
Edición Community Science MX
Publicación
original Community Science MX
El sincrotrón mexicano se ubicará en el estado de Hidalgo, iniciando su construcción en 2021.
Créditos: DGCS, UNAM.
¿Qué es un sincrotrón?
Un sincrotrón es un acelerador de partículas dispuesto como una máquina
circular de hectómetros de diámetro dentro del cual se aceleran electrones a
velocidades cercanas a la de la luz, para emitir un tipo de radiación
electromagnética de alta intensidad denominada luz de sincrotrón.
De este anillo surgen varias desviaciones denominadas líneas de luz, o beamlines,
las cuales fungen como laboratorios
donde se desarrollan estudios en diferentes áreas de la investigación.
Resultados a la velocidad de la luz
La luz de sincrotrón posee propiedades extraordinarias, de las cuales
la brillantez es una de las más importantes. Ésta se refiere a la cantidad de
energía luminosa por unidad de tiempo, siendo la de la luz de sincrotrón más de
un millón de veces más que la del Sol. Por si fuera poco, en comparación con
los equipos de rayos X convencionales, la luz de sincrotrón es un millón de
millones de veces más brillante. ¿Qué significa esto? Una mayor brillantez
permite un estudio más profundo y eficiente de las muestras incididas por la
radiación.
Además, la luz de sincrotrón puede producir luz de distintas regiones
del espectro electromagnético, facilitando la realización de diferentes análisis
y un mayor número de experimentos empleando una sola fuente de luz. Dependiendo
de la naturaleza del experimento y de la muestra, la luz de sincrotrón puede ser filtrada,
enfocada y calibrada. Otra ventaja que posee la luz de sincrotrón es que puede
ser producida en destellos intermitentes, o pulsos, con duración de 100
billonésimas de segundo, lo cual permite el estudio detallado de procesos
químicos, físicos o biológicos que ocurren con tal rapidez o brevedad, que
otros métodos no lograrían analizarlos.
Gracias al poder de esta tecnología, investigaciones que tomaría años
desarrollar pueden tener resultados en tan solo semanas, contando con una
precisión y calidad superior.
Una herramienta para todos
La luz de sincrotrón tiene una gama de
aplicaciones tan amplia como el espectro electromagnético que abarca. Desde la
investigación, en áreas como la química, la biología estructural, la medicina,
la ciencia ambiental, la ciencia de materiales y la petroquímica, hasta la
industria, como la farmacéutica, la tecnológica, la agroalimentaria, el sector
agropecuario, la energética, la cementera, la automotriz y la aeronáutica.
Infografía de la Red Temática
Usuarios de Luz Sincrotrón (RedTULS).
El Proyecto Sincrotrón Hidalgo
Los proyectos desarrollados en México con uso
de la luz de sincrotrón, hasta el momento, han dependido del uso de
instalaciones en otros países. En ocasiones, el traslado de muestras a estas
instalaciones representa un riesgo para las mismas, ya que su estabilidad puede
ser alterada durante el trayecto, comprometiendo la calidad de los resultados.
Esto sin considerar otros factores como los costos de envío, posibles complicaciones
en aduana y la disponibilidad y aprobación de proyectos para el uso de las
líneas de luz.
Por lo tanto, instituciones como la
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Instituto Politécnico
Nacional (IPN), el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV),
el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y el gobierno de Hidalgo,
han reunido esfuerzos para hacer realidad uno de los proyectos más ambiciosos y
prometedores para el país.
La construcción del sincrotrón mexicano está
prevista para iniciar en 2021 y concluir en 2025 en el estado de Hidalgo. Su
construcción requiere una inversión multimillonaria y una supervisión minuciosa
en cada etapa, para la cual se contará con la dirección y asesoría de expertos
nacionales e internacionales.
Tener un sincrotrón en territorio mexicano
resultará en un mayor avance científico y tecnológico, permitiendo resolver
problemáticas de diversa índole, además de posicionar a México entre las
economías que cuentan con un instrumento de tal magnitud.
Referencias:
·
Dirección
General de Comunicación Social (noviembre 2017). Participa la UNAM en
sincrotrón mexicano. Consultado el 17 de agosto de 2020 en https://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2019_783.html
·
INCyTU
(febrero 2018) Fuente de luz sincrotrón. Consultado el 17 de agosto de 2020 en http://foroconsultivo.org.mx/INCyTU/documentos/Completa/INCYTU_18-003.pdf
· Vázquez, A. (noviembre 2019) Los cerebros detrás del sincrotrón mexicano. Consultado el 17 de agosto de 2020 en https://invdes.com.mx/ciencia-ms/los-cerebros-detras-del-sincrotron-mexicano/
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Camila
Campos
Estudiante
de Doctorado en Ciencias Biomédicas en la UNAM con formación de Química
Farmacéutica Bióloga por la misma casa de estudios. Estudios en cristalogénesis
biológica en el departamento de Química de Biomacromoléculas en el Instituto de
Química, UNAM, con interés en aplicaciones en el área de las neurociencias.
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