34C3 - Free Electron Lasers

X, F, E, L...

Rayos X... Electrones Libres...
Láseres...

¿Qué es todo esto?

Sí.

Algo... algo así...

es como la longitud de
onda más estrecha posible,

y definitivamente no

cabe en la medida de un lápiz.

Bueno, Thorsten Hellert

es un físico nuclear

que trabaja en el
Sincrotrón Electrónico Alemán

en Hamburgo,

y tiene las respuestas
a estas cuestiones.

Y va a presentarnos

su mundo de Láseres
de Electrones Libres

y sus aplicaciones.

Demos la bienvenida a Thorsten.

Sí, gracias.

Debo admitir que
estoy un poco nervioso,

no solo por esta cosa,
sino también porque

mi computadora
falló y obtuve éste

hace una hora y no sé si
la presentación funcionará.

Pero bueno,
esperemos que sí.

De todos modos me hace muy
feliz ver que tantos de ustedes

están interesados en
aceleradores de partículas.

Y quiero decir que esta no es
una relación unidireccional.

Hablé con muchos colegas en
DESY y también en los EUA,

y todos, literalmente, estaban
enterados de este Congreso.

La mayoría incluso sabía que
se realizaría en Leipzig este año.

Así que podría decir que todos los
físicos de aceleradores de partículas,

que conozco, al menos, son
también seguidores del CCC

y están interesados
en este congreso.

Bueno, pero...

tal vez es suficiente
trivialidad por ahora

pasemos a la ciencia.

Entonces, mientras ven esta
presentación sus neuronas

se disparan incesantemente,
enviando impulsos eléctricos

a las neuronas vecinas.

Pero ¿cómo funciona este proceso?

Es decir, ¿de qué están
compuestas las neuronas?

Este arte de la Universidad de Harvard

nos permite echar un vistazo dentro.

Cada neurona contiene una
gran variedad de proteínas,

macromoléculas enormes,

cada una con cientos
de miles de átomos.

Hasta el cuarenta por ciento
del volumen total de cada célula

esta ocupado por estas proteínas.

Y mientras que el ADN
contiene las instrucciones,

las proteínas se fabrican en
algún lugar dentro de la célula

y luego deben ser transportadas
al destino donde se necesitan.

Por ejemplo, las proteínas
de membrana deben ser

transportadas a la
superficie de la célula.

Esto lo realizan las
denominadas vesículas

como el amigo
azul que ven allí.

Entonces, la proteína se les adhiere

y proteínas motoras
como esta quinasa aquí

arrastran la vesícula a través
de largas cadenas moleculares

que se atraviesan
la célula; aquí la verde.

No sé si habrán visto una
animación como ésta antes.

Cuando vi este video
por primera vez,

y cuando reconocí la
enorme complejidad

de las bases moleculares de la vida,

realmente me dejó sin aliento.

Pero ¿se han preguntado
cómo sabemos todo esto?

Es decir, ¿cómo podemos conocer
la estructura de esta proteína quinasa?

Y la respuesta está en las
fuentes de luz sincrotrónicas.

La vasta mayoría de estas
proteínas fue determinada

en sincrotrones de 3ª generación,
que son los más modernos.

En esta charla les mostraré la
construcción de estas máquinas

y cómo capturar una imagen.

Pero la siguiente pregunta es
¿cómo sabemos las dinámicas?

¿Cómo sabemos la forma en
que estas proteínas se pliegan?

Y, honestamente, no
tenemos ni puta idea.

Entonces,

que no los engañe el
nombre Harvard University;

esto solo es
una vista artística

y no sabemos cómo
una proteína se pliega,

nadie ha visto nunca algo así
ni atestiguado la reacción química.

Pero hacia el final de esta charla
les habré mostrado que ahora

disponemos de una máquina,
el láser de electrones libres

que podría ser capaz de observar
estas proteínas a su escala natural

de un par de femtosegundos.

Ahora bien, para que todos
partamos de la misma página

debo repasar el
espectro electromagnético.

Estamos rodeados de
ondas electromagnéticas

que podemos clasificar
según su longitud de onda

como diferentes ondas.

Por ejemplo las ondas de radio,

con algunos metros
o más en longitud de onda.

Luego las microondas,
de algunos centímetros

y luego las infrarrojas

y la luz visible,

con algunos cientos de nanómetros

de longitud de onda.

Si reducimos más la longitud de
onda llegamos a la luz ultravioleta,

y finalmente a 0,1 nm

o un Ångström,

tenemos los rayos X.

Y existe una restricción fundamental

si quieres observar algo

con radiación electromagnética,
a saber, el Límite de difracción.

Dice básicamente que si
quieres observar dos objetos

a una distancia d,

necesitas una longitud de onda

dentro del rango de esa distancia

o sea menor.

Si quieres estudiar una
hormiga o una bacteria

utilizas luz visible, porque
tiene una longitud de onda

menor al tamaño de estos objetos.

Pero si quieres estudiar a los virus

o las proteínas que vimos

o incluso moléculas menores,

debemos utilizar rayos X.

En realidad nuestra forma de tomar
una imagen de algo tan pequeño

es bastante diferente a lo que estás
acostumbrado con tus ojos o cámara.

Hacemos imágenes por
difracción de rayos X.

Y antes de mostrarles cómo funciona,
debo decirles algo sobre Coherencia.

Comenzamos con una
fuente normal de luz

que emite en diversas
longitudes de onda

señaladas aquí por
los diferentes colores.

Y el origen de estas
ondas está disperso.

No tenemos ninguna
relación de fase fija

en un punto
en el espacio.

Esto se llama
luz incoherente.

Es la luz que nos
rodea normalmente.

Quizás hayan aprendido en la clase
de física que si coloco una ranura

las ondas se propagan como si
las emitiera una fuente puntual

en el hueco de esta apertura.

Ahora tenemos una relación
de fase constante en el espacio

y la denominamos luz
espacialmente coherente.

El siguiente paso hacia la
coherencia es agregar un filtro

que solo atraviesa una clase
particular de longitudes de onda,

Ahora es luz coherente.

Y si nos consideramos a
gran distancia de la fuente

podemos tomar estas ondas
como si fueran ondas planas.

Ahora bien, si añado algo aquí,
por ejemplo una doble ranura,

obtendré un patrón de
interferencia y sobre una pantalla,

seré capaz de detectar
un patrón de difracción.

La clave es que existe una relación
matemática entre el patrón de difracción

y el ordenamiento
físico de los objetos.

Entonces, si conozco
el patrón de difracción

y la distancia entre la
pantalla y el objeto,

puedo calcular a partir
del patrón de difracción

el ordenamiento
físico de los objetos.

En nuestro caso se trata de difracción de
rayos X, por lo que no son dobles ranuras

sino electrones donde los
fotones se redistribuyen.

Para darles un ejemplo,

esta es la imagen microscópica de una
muestra impactada por un pulso de rayos X,

y este es el patrón de difracción que
registramos sobre la pantalla del detector.

Es un poco más difícil
que el ejemplo anterior,

pero el punto es... esta es la
reconstrucción de la muestra.

A partir de esto

puedes calcular la de aquí.

Estas dos, aunque
no es muy intuitivo,

son matemáticamente equivalentes.

Puedes calcular esto

a partir del patrón de
difracción sin conocer

la muestra original.

Y este tipo de imágenes se
realiza desde hace décadas.

Para darles un ejemplo,

el descubrimiento de
la estructura del ADN

solo fue posible gracias a que
Rosalind Franklin realizara estas

tomas por difracción
de un cristal de ADN.

Y adivinen quiénes se
llevaron el Nobel por esto

desde luego, los
dos hombres blancos.

Pero esa es otra historia turbia que
les recomiendo buscar más tarde.

La cuestión acerca de estos tubos
de rayos X es que son muy limitados

en luminosidad, y es complicado si
quieres estudiar algo en movimiento.

Todos saben que si quieres
retratar algo en movimiento

debes reducir la
velocidad del obturador.

Para un caballo a la carrera basta
con una velocidad de un milisegundo

pero si quieres ver una
bala reventar una sandía

necesitas algo así como mil
cuadros por segundo adicionales.

Y finalmente para las
reacciones químicas,

la velocidad de obturación
es exponencialmente menor.

Quizás ya sepan cómo
se hacen estos videos,

necesitas grandes lámparas
para tener suficiente luz sobre tu

objeto en el muy corto lapso
en que el obturador esté abierto.

El parámetro de medición
para una lámpara común

es la intensidad luminosa,

definida en fotones sobre
tiempo por ángulo sólido,

básicamente la cantidad de
luz dirigida hacia tu objetivo.

Pero para hacer imágenes
por difracción de rayos X

necesitamos luz coherente
y nuestra unidad de medición

es algo diferente.

Se llama brillantez
de la fuente de luz,

y lo que buscamos es

abundantes fotones por tiempo,
emitidos sobre un punto pequeño,

con un ángulo de divergencia
mínimo y una única longitud de onda.

Entonces, esta
brillantez es clave.

Antes de mostrarles lo que se requiere
para que la brillantez llegue de aquí allí

quisiera darles una noción más
precisa de las escalas en juego.

Este es un ejemplo

de algunos objetos que ordené

según sus medidas en
una escala logarítmica.

Desde la punta de un dedo,
de unos pocos centímetros,

pasando por el cabello humano,
hasta las moléculas y los átomos.

Y somos capaces de producir

bastante tecnología
sobre toda la escala.

Podemos fabricar
un microengranaje,

con un diámetro
de pocos micrones,

e incluso nanotubos y

-aunque solo a nivel
académico por ahora-,

en principio podríamos llegar a
ordenar materia a nivel atómico.

La correspondiente

escala sobre el tiempo

se podría ver así.

Desde un parpadeo, con un par
de centenares de microsegundos,

pasando por

el tiempo que
toma a una onda

desplazarse un átomo
a través de un cristal

hasta por último las reacciones
químicas o el período de Bohr.

A un procesador
de 1 GHz le toma

alrededor de un nanosegundo
hacer un paso computacional.

Y los switches de redes ópticas son
todavía un poco más rápidos, pero

no es habitual la producción de
tecnología a esa escala de tiempo.

Es decir, sí podemos

producir un pulso
láser de luz visible

tan corto como
un femtosegundo,

lo cual es impresionante,

pero no olviden el
límite de difracción.

Así podemos observar
objetos microscópicos

como el microengranaje.

Podemos observarlo en el
lapso de un femtosegundo

y ver cómo cambia,

pero los objetos microscópicos
no cambian en femtosegundos.

Cosas que cambian
en femtosegundos

son proteínas o moléculas

y estamos literalmente
ciegos ante estos objetos

dentro de su escala

de tiempo natural.

Y para darles una mejor
idea de las proporciones,

la punta de un dedo

es a un átomo

dos por diez a la
octava potencia

veces mayor
que el átomo.

En proporción sería

la distancia entre
Leipzig y Tel Aviv

con respecto a la
punta de un dedo.

En cuanto al tiempo,

un parpadeo es a
una reacción química

lo que un año
a un parpadeo.

Recuerda cuando
vas a un hospital

a tomar una radiografía

con un aparato de rayos
X moderno de tu dedo

tienes que estar
inmóvil durante,

digamos, un segundo.

Si lo trasladamos a un átomo
y el tiempo correspondiente

de inmediato veremos que los
tubos de rayos X ni se acercan

a lo necesario

para capturar proteínas a
su escala de tiempo real.

Y quisiera relacionar

nuestro desarrollo de la
brillantez con algo conocido.

Entonces, esta es la
velocidad computacional

y todos conocen
la Ley de Moore

y tienen cierta experiencia de
lo que implica un parámetro

que se incrementa 12 órdenes
de magnitud en seis décadas.

La brillantez de los rayos X aumentó en
18 órdenes de magnitud en cinco décadas.

Esto fue posible no por
pequeñas innovaciones

sino por muy
diversos pasos,

con varias generaciones de
fuentes de luz de sincrotrón

hasta la cuarta generación,
el láser de electrones libres.

Y en esta charla seguiré las etapas
de la construcción estas máquinas.

Pero antes de
poder decirles

cómo construimos este
acelerador de partículas

debo contarles por qué
estas partículas irradian

y para

hacer eso debo decirles
algo sobre la relatividad.

Quizás hayan asistido a
la charla de Steini ayer,

intentaré resumirla
en una diapositiva.

Llamamos a nuestras máquinas
aceleradores de partículas.

Pero supongo que su
interpretación intuitiva

de la aceleración es un
aumento de la velocidad

y en este caso no
es exactamente así.

Bueno, paso a paso.

Puede que conozcan
la 2ª Ley de Newton,

que dice que la
energía cinética

es 1/2 por la masa
de una partícula

por la velocidad
al cuadrado.

Pero como demostró Einstein, la
velocidad de la luz es una constante

que no puede ser excedida por
ninguna partícula de masa finita.

Resulta entonces
que la Ley de Newton

es solo un caso excepcional
para velocidades muy bajas

en la ecuación más amplia
de Einstein para el movimiento.

Y aquí tenemos este
relativista factor gamma

-el factor gamma es uno
sobre esta raíz cuadrada-

que básicamente relaciona
la energía de una partícula

con su masa en reposo.

Es un parámetro bastante
importante para nosotros

y volverá a aparecer
algunas veces más.

Así que déjenme
darles un ejemplo.

Digamos que aceleramos
un electrón y un protón

con cinco millones de voltios,

o cinco megavoltios. Así,

la energía cinética
de ambas partículas

es de cinco megaelectronvoltios.

La masa en reposo

para un electrón es de
alrededor de 500 KeV

-kiloelectronvoltios-,

mientras que es unas 200
veces más para un protón.

Y esto significa -ahora
resolvemos la operación-

que el factor gama es
diez en los electrones

y alrededor de
uno en los protones.

Si a partir de esto calculamos
la velocidad, podrán ver que

los electrones acelerados
a cinco millones de voltios

viajan al 99,5 por ciento
de la velocidad de la luz

mientras que los protones
solo lo hacen al 10 por ciento.

Entonces, los electrones y protones, o
partículas livianas y pesadas en general

ofrecen relaciones muy distintas
entre la energía y la velocidad.

En nuestros casos, para
fuentes de luz sincrotrónica,

siempre buscamos
factores gamma altos.

Por lo tanto es obvio que
solo utilicemos electrones.

El siguiente paso es:
¿por qué son radiantes?

Bien, esto es un electrón con
las líneas de su campo eléctrico.

Puede que conozcan un efecto
relativista llamado contracción de longitud

o contracción de Lorentz.

Un ejemplo básico es el de una regla
que viaja casi a la velocidad de la luz

y se comprime con respecto
a un observador en reposo.

Si aplicamos esta contracción
a las líneas del campo eléctrico,

verán que mientras la velocidad
de la partícula se incrementa,

las líneas se comprimen en la
forma de un cono muy estrecho

perpendicular a la
velocidad de la partícula.

Ahora digamos que queremos
cambiar la velocidad de aquí a allí

para acelerar la partícula

y el campo eléctrico debe cambiar
de aquella configuración a esta,

pero esto no puede
ocurrir infinitamente rápido

sino por debajo de
la velocidad de la luz.

Tenemos entonces un campo
eléctrico que varía en el tiempo

y básicamente esto es la radiación.

Tal vez se comprenda
mejor con esta diapositiva.

Hice esta simulación -pueden
descargar el simulador de shintakelab-.

Este es el punto de una carga
y ahora lo arrastro con el ratón,

e incremento su velocidad

y pueden ver que a
medida que acelero

las líneas se comprimen
en este cono muy cerrado.

Y el patrón de radiación será
más obvio si cambio la dirección

del movimiento, por ejemplo
en la forma de un círculo.

Si imaginas que te sientas
aquí y observas el electrón

te impactarían finos destellos
de radiación electromagnética.

Básicamente esto
es una fuente de luz sincrotrónica.

Pero...

quisiera echar un
vistazo más detallado

sobre las propiedades de la radiación.

Aquí tenemos de
nuevo nuestro electrón.

Calculé el patrón de
radiación para este movimiento

y proyecté la distribución
angular en esta superficie de aquí.

Como ven, la mayor parte de la
radiación se dirige hacia adelante.

El ángulo de apertura
de este cono de radiación

corresponde a la escala
de uno sobre gamma

y el total de energía emitida, a
la de gamma a la cuarta potencia.

Gamma es directamente
proporcional a la energía,

entonces, si tenemos
energías muy altas

básicamente toda la radiación es
emitida en un cono muy estrecho

hacia adelante, y en nuestros casos
gamma es alrededor de diez mil,

realmente muy estrecho.

Una propiedad interesante
de esta radiación es que cubre

un espectro relativamente
amplio de frecuencias

y uno puede ajustarla con
facilidad, cambiando gamma

o la energía de la partícula.

Este tipo de radiación fue
observado por primera vez

en un acelerador de
partículas llamado sincrotrón,

y por eso la llamamos
radiación sincrotrónica.

Volviendo a esta imagen, la
radiación sincrotrónica es ideal

para el estudio de cosas
como proteínas o moléculas

y ahora la cuestión es cómo
incorporarla a la tecnología,

cómo podemos utilizarla y, desde
luego, es en aceleradores de partículas.

Entonces, ¿cuáles son los
principios de una fuente de luz?

En primer lugar debemos
generar nuestros electrones,

necesitamos un dispositivo que
funcione como fuente de electrones,

luego necesitamos algo
que aumente la energía

y finalmente un dispositivo
para hacerlos irradiar.

Y con esta radiación ya podemos
hacer los experimentos de rayos X.

Es tan simple como eso...

y...

no es una analogía
demasiado ambiciosa

pensar en esta fuente de luz
como una estación de radio.

También allí tienes
una señal de entrada,

luego amplificación
de alta energía

y luego pasas la
señal amplificada

a través de un dispositivo diseñado
para producir radiación electromagnética,

de la cual solo una pequeña
fracción alcanza tu receptor.

Bien, a continuación
quiero ir a través de estos

diferentes dispositivos,
comenzando con la aceleración.

Tal vez sepan que si
conecto un capacitor

a una fuente de
corriente directa

obtendré un campo
eléctrico entre las placas.

Si coloco un electrón
de carga negativa aquí

será acelerado.

Y tenemos este
tipo de aceleradores,

llamados aceleradores
de Van De Graaff

y los modernos como este
tienen diez metros de largo

y alcanzan...

o pueden acelerar partículas
a seis millones de voltios,

lo cual no está nada mal.

Pero el problema es que no
podemos ponerlos en serie

ni tampoco
aumentar el voltaje

porque solo obtendríamos
una descarga entre las placas.

Entonces el problema con esta
tecnología es que no es escalable.

Lo que hacemos en cambio
es reemplazar el capacitor

por un resonador metálico
vacío, llamado cavidad

y conectamos esta cavidad
mediante una guía de ondas

a una fuente de
corriente alterna.

Y esta fuente de voltaje suele operar
en el orden de la radiofrecuencia

es decir, algunos Ghz.
Por eso la llamamos RF.

Lo bueno de este resonador es que
un campo RF relativamente pequeño

comenzará a... resonar

adentro,

de modo que tendremos un campo
eléctrico de oscilación bastante alta.

Y podemos ponerlos
en serie fácilmente.

Si ordenamos la
relación de fase entre

una cadena de
celdas correctamente

obtendremos un campo
eléctrico alterno oscilante.

La parte realmente genial es que
ahora podemos hacer agujeros aquí

sin cambiar demasiado la geometría.
Y ahora las celdas están emparejadas

de modo que podemos quitar todas
las fuentes de energía excepto una.

Si añadimos un canal
aquí y un electrón allí

y sincronizamos todo correctamente,
verán que obtenemos una aceleración

en cada celda de la cavidad.

Claro que el diablo
está en los detalles

pero este es el principio
básico de una cavidad RF.

Y...

No lo decía bromeando...

Y prácticamente todos los
aceleradores del planeta

operan con esta
clase de dispositivos.

Solo para darles un ejemplo,
esta es una cavidad de Tesla

que tenemos en nuestros
aceleradores lineales en DESY

aquí tenemos estas nueve celdas.

Se trata de tecnología
de superconductores

así que todo debe ser
ensamblado en un cuarto limpio,

lo cual es desafiante.

Luego ponemos ocho dentro de
una de estas cápsulas criogénicas

con abundantes soportes y luego lo
conectamos con estas cosas amarillas

aquí, y lo bajamos al túnel.

Lo enfriamos con helio
líquido hasta 2º Kelvin,

y...

en estas cavidades
podemos alcanzar

algo así como treinta
millones de voltios.

Dentro de un metro.

Entonces...

Es cincuenta veces más de lo que
alcanza un acelerador de Van De Graaff.

Si lo piensan son 30.000.000
de voltios entre estas dos manos...

personalmente creo que es una
tecnología muy impresionante.

En serio...

Bien.

El siguiente paso es
la fuente de electrones.

Esta es una película del Photo
Injector Test Facility en Zeuthen,

pero las fuentes de electrones
que tenemos en DESY

son prácticamente iguales.

Como ven, es una
máquina muy complicada

y laboratorios completos se dedican
exclusivamente a su producción,

pero este video muestra
los principios básicos.

En el interior tienes
una cavidad de bronce

que está conectada
a la guía de ondas

y en su interior

tienes un fotocátodo, insertado aquí.

Sobre este fotocátodo
impacta un pulso láser UV

y cuando el rayo impacta
sobre este fotocátodo

resulta una emisión de electrones,
a causa del efecto de fotoemisión.

Entonces, cada una de estas

cosas rojas

son alrededor de mil o diez
mil millones de electrones

y llamamos paquete a esto.

Luego tenemos de nuevo
dos celdas en una cavidad RF

y todo está sincronizado
para acelerar los electrones

inmediatamente desde
que son generados.

Bien.

Por último necesitamos un
dispositivo para hacerlos irradiar

y como les dije,
solo debemos...

doblarlos formando un círculo.

Podemos lograrlo simplemente
con dipolos magnéticos.

Quizás sepan de física
del colegio o por ahí...

la regla de la mano izquierda: si
tenemos un electrón de velocidad v

y un campo magnético
perpendicular al mismo,

recibirá una fuerza de
Lorentz en la tercera dirección

y por lo tanto el conjunto

se desvía en
forma de círculo.

Ahora está todo listo para construir
nuestro anillo de almacenamiento.

Tenemos una fuente de electrones,

necesitamos una cavidad RF

y luego un dipolo magnético.

La partícula se desplazará en círculos,
emitiendo continuamente radiación sincrotrónica.

Pero no es tan sencillo por
la conservación de la energía

y a medida que emite radiación la
partícula perderá energía cinética

hasta caer en una espiral y perderse.

Debemos entonces reemplazarlo

e insertar...

secciones rectas

donde colocar una cavidad RF para compensar
la pérdida de potencia en los dipolos magnéticos.

Luego debemos añadir algunos
elementos de enfoque aquí.

Utilizamos cuadrupolos magnéticos
para mantener estable este sistema.

Este acelerador de partículas
se denomina sincrotrón.

Originalmente esta clase de máquinas
se construyó para Física de Altas Energías

como por ejemplo el Gran Colisionador
de Hadrones LHC del Laboratorio CERN

es nada más que esto,
por supuesto...

Pero el principio básico...
es... el sincrotrón

y este podría ser
su detector ATLAS.

A principios de los cincuentas,

cuando se comenzó a construir
esta clase de aceleradores

la radiación de sincrotrón solo
era considerada un limitante serio

que hacía todo más complicado.

Pero en los sesentas

se descubrió la
difracción de rayos X

y los científicos empezaron a vislumbrar
las posibilidades de esta radiación.

Entonces colocaron
lentes de rayos X aquí

que guiaban la radiación
sincrotrónica hacia los experimentos.

Esta clase de máquinas
se considera como

la primera generación de
fuentes de luz sincrotrónica.

Por ejemplo este es
el acelerador Tantalus I

a finales de los sesentas.

Aquí está el acelerador, la cavidad
RF y algunos dipolos magnéticos.

Como ven, es
bastante pequeño.

Muy pronto los científicos empezaron
a buscar más potencia en su radiación.

En un curvador magnético
cada electron irradia, por lo que

la intensidad de la luminosidad es
proporcional al número de electrones.

Duplicar los electrones
duplica la potencia.

Partiendo de ahí, si
quieres aumentar la energía,

el primer paso obviamente
es añadir dipolos magnéticos.

Este es un dispositivo de
inserción llamado Wiggler

y básicamente no es
más que una serie

de dipolos magnéticos
con polaridades alternativas.

Los electrones se
desplazarán en eslalon

y en cada curva obtendrás
la radiación sincrotrónica

de cada dipolo
magnético individual.

De este modo también
aumentarás la brillantez

según el número de imanes.

Entonces solo es eso.

Luego la siguiente generación, o el
próximo paso hacia fuentes de luz

sincrotrónicas de mayor luminosidad,
fue la invención del Ondulador.

Un ondulador es un dispositivo
muy similar al Wiggler,

la única diferencia es que ahora
el radio de desviación es tan pequeño

que el cono de radiación apunta casi
siempre en la dirección del experimento.

Los detalles matemáticos de esta
radiación son un poco complicados

pero la idea es que
ahora tienes interferencia

de la luz emitida en cada
desviación y de este modo

comprimes la potencia
completa de un Wiggler

en picos muy estrechos
en cuanto a la frecuencia.

Esto es deseable porque

recuerden que queremos capturar
imágenes por difracción de rayos X

y necesitamos luz coherente,
en una única frecuencia de onda.

Entonces colocamos
un filtro en cierto punto,

y si el filtro está en
la misma frecuencia

aumentará en gran
medida la brillantez.

Y a esta clase de dispositivos los

consideramos sincrotrones
de tercera generación.

Son instalaciones
construidas específicamente

para generar tanta radiación
sincrotrónica como sea posible

con múltiples haces y
múltiples experimentos.

Como pueden ver aquí,
hay muchas de ellas

operando en países industrializados
alrededor de todo el mundo, actualmente.

Y como ejemplo quisiera mostrarles

el acelerador PETRA III

que tenemos en
DESY en Hamburgo.

Pero permítanme

beber algo.

Bien.

Este es el campus de DESY

y este anillo aquí es PETRA III.

Tiene una circunferencia
de unos 2,3 kilómetros,

así que es un dispositivo
considerable, incluyendo este

hoyo experimental
de 300 metros de largo,

del cual aquí pueden ver
un boceto esquemático.

Cada una de estas líneas

es un haz de rayos X con
sus propios experimentos.

Desde el interior se ve así,

pero no puedes
ver el acelerador

porque todo debe estar aislado
con estos muros de concreto

a causa de la radiación.

Pero el acelerador está
aquí en el anillo interno,

esta es una imagen del interior,

y aquí están los haces con los
compartimientos experimentales al final.

Como dije, es una
imagen del interior.

Están los cuadrupolos magnéticos,

algunos imanes de dirección,

y los dispositivos amarillos

son los onduladores,

que producen la radiación.

En estas instalaciones
el haz es muy costoso

por lo que la mayoría deben

estar automatizados.

Por ejemplo, en este de aquí
tenemos un brazo robótico

que toma las muestras de cristal

del recipiente, aquí

y las monta en el soporte.

La precisión aquí es
realmente impresionante.

Tenemos muestras de cristal

tan pequeñas como 100 nanómetros

que son rotadas sobre su eje

bajo el haz de fotones,
que también mide 100 nm.

Pero ¿por qué
utilizamos cristales?

El motivo es que la intersección entre
nuestros rayos X y la materia es muy acotada.

En promedio necesitamos
un millón de átomos alineados

para conseguir un
solo fotón difractado.

Como se imaginarán, es
necesario mucho más que

un solo fotón para obtener
una imagen en el detector

de donde podamos
calcular alguna cosa.

Entonces lo que podemos hacer
es aumentar la cantidad de fotones,

aunque esto está limitado por algunas
restricciones de nuestros aceleradores,

por lo cual debemos incrementar la
cantidad de átomos en la muestra

y lo hacemos a través
del cultivo de cristales.

Esta es una proteína y
debemos hallar proteínas

que nos permitan
formar celdas unitarias

y entonces cultivar un cristal.

Necesitamos muchas.

Luego podemos colocar el
cristal bajo nuestro rayo X,

capturar algunos puntos de difracción

y, rotando el cristal sobre su propio eje,

obtendremos un patrón de difracción 3D.

A partir de esto podemos calcular un
mapa 3D de la densidad de electrones

de nuestra muestra.

Y si conocemos la densidad de
electrones, conocemos la estructura.

Aquí pueden ver la
progresión de estructuras

disponibles en la base
de datos de proteínas.

Como ven, en los últimos 20 años
hubo un crecimiento sorprendente

fundamentalmente posibilitado por
las imágenes por difracción de rayos X

y las modernas fuentes de luz
sincrotrónica de 3ª generación.

En la actualidad somos capaces de
fotografiar no solo pequeñas proteínas

como la mioglobina sino también
muy grandes como los ribosomas.

Esto no es para nada trivial.

Por ejemplo, los ribosomas...

el primer patrón de
difracción por rayos X

de los ribosomas fue
conseguido en 1980,

pero tomó 20 años a los científicos

calcular su estructura.

Y si bien este número
parece bastante alto

hoy menos del dos por ciento
del proteoma humano es conocido.

Es decir, el 98% de las proteínas
presentes en nuestro organismo

son desconocidas.

La causa de esto,
el cuello de botella,

es el cultivo de cristales.

Es realmente complicado lograr

de la mayoría de las proteínas

que formen grandes cristales.

Algunas ni siquiera son...

es imposible cristalizar de
ninguna forma, por ejemplo

las proteínas de membrana.

Y para otras es muy difícil
cultivar cristales grandes.

Lo que idealmente
buscamos es lograr...

ser capaces de
tomar una imagen

de un cristal muy pequeño o
incluso una molécula aislada.

Pero para conseguir esto

debemos incrementar el número de
fotones a alrededor de cien millones.

No es algo simple, pero
supongamos por ahora

que pudiéramos construir
un anillo de almacenamiento

de una luminosidad cien
millones de veces mayor

para tomar una imagen por
difracción de un lisosoma.

¿Qué sucedería?

Bueno... esto.

Esta es una simulación

publicada hace un par de años

y lo que ven es la explosión
coulombiana del lisosoma.

Entonces, cuando el rayo X
impacta sobre la muestra

de inmediato estallan todos
los electrones de la molécula.

Lo que permanece son los núcleos,
de carga positiva, que se repelen.

La molécula completa explota.

El problema es que por los mismos
fundamentos de la dinámica molecular

es imposible lograr que el pulso
en un anillo de almacenamiento

sea menor o más corto
que un picosegundo.

Incluso aunque lográramos que el
pulso tuviera la luminosidad suficiente

para observar una molécula aislada,

solo seríamos capaces de ver la
borrosa imagen de una explosión.

Y fue aquí donde el láser de
electrones libres entró al juego,

porque en un acelerador lineal
es fundamentalmente posible

producir un pulso de rayos X tan
breve como un femtosegundo.

Pero como dije, debemos colocar

cien millones más de fotones

en este pequeño pulso.

Y no es algo simple.

Lo que hacemos es...

en primer lugar déjenme
reescalar este gráfico,

reemplazamos...

reemplazamos el ondulador

por un ondulador mucho más largo.

Ahora viene el punto clave,

porque si ajustamos
todo correctamente,

además del patrón de radiación
del ondulador más extenso,

tendremos agudos picos
de radiación coherente.

Esto es lo que hace al láser de
electrones libres tan importante.

Matemáticamente, la radiación se amplía
según el cuadrado del número de electrones,

y en nuestros bunches ese número
es de alrededor de cien millones.

Es ciertamente una cifra significativa.

Pero echemos un vistazo adentro,
a lo que sucede en el ondulador.

Este es un paquete de electrones;
los puntos rojos son los electrones

y todo el conjunto se desplaza
por el ondulador.

Existe una relación de resonancia

entre el período del ondulador

y el período de la luz emitida.

Aquí tienen el período del ondulador,

la luz emitida, el factor
gamma y este valor K

que incorpora una información
sobre los campos magnéticos

pero por ahora no es importante.

Solo me interesa
la longitud de onda

de la luz emitida que
satisface esta relación.

Ahora veamos.

Esta es la onda electromagnética

emitida por ese electrón

mientras todo el paquete
se mueve arriba y abajo

en esta imagen.

Algunos electrones se
mueven en la dirección

del campo eléctrico

-disculpen, esta es la línea del
campo eléctrico que tracé aquí-.

Algunos de los electrones se mueven en
la misma dirección que el campo eléctrico

en tanto que otros lo
hacen en la dirección opuesta.

Algunos ganarán impulso transversal
mientras que otros lo perderán.

Y si le acertamos a la
relación de resonancia,

tanto la dirección del
movimiento de los electrones

como de las ondas
electromagnéticas

cambia de sentido
al mismo tiempo.

Este proceso continúa repitiéndose

y mientras todo esto sucede
estamos en una chicana magnética,

es decir que hay dispersión.

Dispersión significa

que los radios de flexión
dependen de la energía,

si tienes alta energía el
radio de flexión es mayor

y si tienes menor energía
el radio de flexión es menor.

Entonces,

algunas de las partículas tienen
un impulso transversal mayor

-más energía transversal,
por así decirlo-

y se desplazarán,
unas retrasándose

y otras adelantándose
respecto del paquete.

Tenemos un efecto
de auto-ordenamiento

que se replica a sí mismo.

Ahora, regresando
a la perspectiva general...

Al principio comenzamos
con radiación incoherente.

Todos los electrones, mientras
giran alrededor del círculo,

irradian

pero no hay relación
de fase constante entre ellos.

Eso es radiación incoherente

y la intensidad de
esta clase de radiación

es proporcional a la
cantidad de emisores,

en este

ejemplo, el número de electrones.

Ahora, a medida que
el paquete se desplaza

sobre el ondulador,

el efecto de auto-ordenamiento

conduce a un
micro-empaquetamiento

exactamente a la misma escala
de longitud que esa radiación.

Así que para tener
una longitud de onda

de acuerdo a esta relación

utilizaremos radiación coherente

que es proporcional al cuadrado
de la cantidad de electrones.

Bien, pero no
es simple pasar

de la radiación incoherente
a la radiación coherente,

especialmente cuando
intentas obtener rayos X

aquí.

Lo siento.

Lo que necesitamos
es un rayo pequeño

-esto es solo para dar
una idea del orden,

no tomen estos valores
muy en serio,

pueden involucrar
a dos o tres de ellos-,

necesitamos un rayo pequeño,
de alrededor de diez micrones

de sección transversal, debemos
hacerlo tan pequeño como 10 µm

y hacerlo alcanzar alta energía,

alrededor de diez mil
millones de electronvoltios.

Y necesitamos un ondulador
muy extenso, de cientos de metros.

Y dentro de este ondulador

alinear los electrones
en menos de 10 µm

para obtener una superposición
entre los electrones y la luz.

Es un desafío importante.

Este es un esquema del láser
de electrones libres descripto

Solemos tener varias
etapas de aceleración

y entre ellas chicanas magnéticas,

que denominamos
compresores de paquetes,

y es donde generamos
estos paquetes tan cortos.

Luego un largo ondulador

y finalmente descartamos los electrones

y la luz alcanza
los experimentos.

Como pueden ver aquí,
en este momento hay

cinco de ellos
en funcionamiento

y al menos cinco operando
en régimen de rayos X duros.

y como ejemplo quisiera
mostrarles el European XFEL,

que es el láser de electrones
libres más grande de la tierra.

Este es un mapa de Hamburgo,

pueden ver que mide en
total unos tres kilómetros

se extiende desde
el campus de DESY

hasta el adyacente estado
federal de Schleswig-Holstein

donde los experimentos,

donde está instalado
el hoyo experimental.

Pero no puedes ver mucho
desde arriba porque todo está

bajo tierra.

Quisiera mostrarles
un video realizado

realizado mientras el acelerador
todavía estaba en construcción,

ya que ahora no sería
posible caminar ahí abajo,

simplemente te morirías, pero

entonces era posible y creo...

Sí, era realmente
increíble estar ahí abajo

y ver toda esta alta
tecnología junto a tí

y que nunca
se terminaba.

Pero bueno,

lo que ven ahora es
el acelerador principal,

que continúa
otro kilómetro.

Si ven donde estamos
continúa dos minutos,

creo que es un
poco aburrido, pero

pueden ver este video
si quieren en su casa.

Creo que dupliqué
la velocidad, igual.

Pero quiero darles algunas cifras.

Entonces, en promedio
consumimos unos 9,5 MW

de la red eléctrica.

Esto equivale al consumo de
energía de una ciudad pequeña.

De eso, gracias a la utilización
de tecnología RF superconductiva,

podemos utilizar el
10% en nuestro rayo.

De modo que la potencia
promedio del rayo es de 900 kW,

lo que es impresionante
para un acelerador lineal.

De ahí disponemos
del 0,1% para el rayo X,

pero al final menos del 1%

impacta

o cubre los puntos de difracción.

Entonces, podrían argumentar

que la eficiencia general
de esta máquina es terrible.

Y estaría de acuerdo.

Además, 900 W de potencia en un
rayo X no parece tan impresionante,

pero lo que da a esta máquina
un valor de mil millones de euros

es la habilidad de comprimir esa
potencia en picos muy estrechos.

Así que lo interesante
es su máxima potencia.

En promedio tenemos una
frecuencia de repetición de 27 kHz.

Es una producción de rayos X
de 27000 pulsos por segundo,

con una longitud de
onda de 0,5 Ångström,

una energía de 1 mJ,

y una duración
de 3 fs cada pulso.

Es decir, este es el tiempo que
le toma a la luz viajar un micrón.

Es realmente muy corto.

Podemos enfocar este rayo X
en un punto muy estrecho

y en este punto
de concentración

alcanzar una densidad energética
de diez a la 17ª potencia W/cm2

Supongo que desconocen lo que diez
a la 17ª potencia W/cm2 representa

pero les daré un ejemplo.

Equivale a la densidad energética

de toda la energía solar
que recibe el planeta

concentrada sobre
un centímetro cuadrado.

Es verdaderamente intensa.

Y debes ser cuidadoso porque
si accidentalmente le das a algo...

Otra cosa

que quisiera mostrarles es

que no es para nada sencillo
fabricar ni operar esta máquina.

Solo para el European XFEL

tenemos un sistema de control
con 9 millones de variables

Esta es una foto que tomé
de la sala de control en DESY.

Como ven, hay numerosas pantallas

y tienes acceso a todas ellas.

No es simple diseñar un sistema
que puedan operar varias personas

y proporcione acceso a todo esto.

Hice una animación
o captura de pantalla

porque una vez tuve un
turno de medición en FLASH,

que es otro XFEL
que tenemos en DESY

Y tenía que medir
una señal toroidal

que no estaba en el nivel
superior del sistema operativo.

Me llevó un buen rato encontrarlo.

Entonces, este es

el panel principal
del sistema de control

y como ven

cuando presionan
algunos botones

se abrirán nuevos paneles
con otra cantidad de botones.

Y si oprimen uno
de estos botones

otro panel se abre y

por favor

Por favor noten estos
subpaneles por aquí

y aquí,

pero finalmente...

Necesitamos muchos
expertos trabajando juntos

porque nadie es capaz de
tener todo eso en la cabeza.

Otra cifra interesante que hallé
es el ritmo de producción de datos.

Ahora no me refiero a la máquina,

sino al detector de
rayos X.

Y allí tenemos un megapíxel

a una resolución de 16 bits

y queremos registrar esto
27000 veces por segundo.

Esto representa 16 GB/s.

Para darles un número,
el LHC después del filtrado

tiene alrededor de 600 MB/s.

Como se imaginarán, también
necesitamos muy sofisticados

niveles de disparo

para lidiar con este
volumen de datos.

Porque nadie es capaz de
registrar o procesar 16 GB/s.

Por ejemplo, esta es la
cantidad de datos almacenados

durante las primeras semanas de
funcionamiento del European XFEL

Como ven, son cientos de TB.

Y tengan en cuenta
que en ese período

la máquina operaba a menos
del 10% de su capacidad total.

Entonces aquí estamos
hablando de petabytes.

Tampoco esto es
tan fácil de controlar.

Finalmente quisiera
cerrar esta charla

con una aplicación única que solo
es posible realizar en estos XFEL

y está relacionada con
las películas moleculares.

Por ejemplo, este

compuesto de hierro en
solución de acetonitrilo.

Si lo golpeas con un rayo láser
UV, o luz ultavioleta en general

reaccionará químicamente

dando lugar a una azida-ligando
y el enlace a la molécula solvente

Es química, lo sabemos
desde hace décadas,

pero el problema
es básicamente que

la totalidad de nuestro
conocimiento de química

es ciencia de equilibrio.

Conocemos los reactivos y
los productos de la reacción

pero no sabemos lo
que ocurre en el interín.

Y por lo general no hay una
sola vía de reacción sino varias

con diferentes probabilidades.

Y como pueden suponer, si
no sabemos nada del interín

es realmente difícil diseñar una
droga o un catalizador o algo así.

Solo se trata de

nada más que

no sé, ciencia aplicada ACME,

es decir, ensayo y error.

Sería en verdad beneficioso
saber lo que ocurre en el interín.

Y con el XFEL podemos hacerlo.

Esta es una imagen del hoyo
experimental en Schenefeld,

aquí tenemos estos cinco haces

y ahora veremos uno de ellos.

Entonces aquí

pueden desembocar
nuestros rayos X.

Esta es una sección de
diagnóstico de fotones

donde analizamos las
propiedades de los rayos X

y aquí finalmente
tenemos el objetivo.

Se trata de un chorro
de muestra líquida

y no es sencillo de diseñar

porque queremos

que una molécula individual
sea impactada por el rayo X,

no queremos que sean dos
y no queremos que sean cero.

Todo esto debe
ocurrir en el vacío,

y no es una tarea trivial construir
esta clase de compartimientos.

Ahora bien,

¿cómo podemos obtener
una película molecular de esto?

En primer lugar debemos
controlar el inicio de la reacción

y esto se puede hacer
con un pulso láser UV.

Entonces, golpeamos las
moléculas con nuestro láser UV

y la reacción se desencadena.

Luego podemos hacer una
captura con nuestro rayo X.

Y sincronizando el retraso
entre el rayo X y el láser UV

podemos tomar capturas
de las diferentes etapas

de esta reacción.

Y eso sería todo,

pero además las
lecturas del detector

son muy sofisticadas.

Entre las diferentes capas,

porque entre pulso y pulso
solo hay 200 nanosegundos,

y ya el detector debe
tomar la siguiente captura.

No es sencillo
construir algo así.

Y este es básicamente el detector
de rayos X más poderoso de la tierra.

Pero

finalmente tenemos las imágenes

y a partir de cada una

podemos calcular

la estructura de nuestra molécula

y si las juntamos todas

podemos hacer
la película molecular

de una reacción química.

Ya ven lo que se requiere
para realizar algo así

y ustedes, supongo que

comprenden que
es un largo recorrido

hasta llegar a
algo como esto.

Pero,

en principio, creo,

les he mostrado

no solo cómo logramos determinar
las estructuras de estas proteínas

sino también

cómo los láseres
de electrones libres

podrían posibilitarnos

en un par de años, quizás décadas

ver esta clase de películas no
como interpretaciones artísticas

sino como verdadera
información experimental.

Bueno

muchas gracias.

Si tienen preguntas.

Thorsten,

Thorsten, muchas gracias por
esta charla altamente educativa.

Si cualquier cosa va mal

con tu posgrado en Berkeley

te recomiendo pasarte
a divulgación científica.

Bien, ya tenemos una pregunta
desde internet, según escuché.

Sí, de hecho hay una
pregunta de Geuchen:

¿Cuán buena es la replicabilidad
de los experimentos?

He visto la charla
de ayer, también

y creo que...

¿Te refieres a los experimentos
de rayos X en general

o los del European XFEL?

Está en internet, claro.

De acuerdo.

Yo diría

que se replican

bastante bien.

Existen experimentos realizados
en diversas fuentes de rayos X

y periódicamente intentan comprobar

con otras fuentes
de rayos X o intentan

pequeñas variantes
de los experimentos

y creo que esto es
una forma de replicarlos.

Pero no soy un experto en fotones,

de modo que no...

Construí la máquina,

no me importa mucho la cuestión

de las imágenes.

Lo siento.

Bien.

Micrófono uno, por favor.

Sí, una charla increíble,

también debo admitir eso.

¿Cuál es el estado actual de los XFEL?

Porque has mostrado ahora al final

este procedimiento para
hacer una película,

¿cuán lejos estamos de
lograr un ejemplo simple?

Algo así como un año, tal vez.

Es decir, depende.

No les conté lo difícil
que resulta de hacer,

la cantidad de imágenes que necesitas
combinar para hacer una película así.

Debes combinar varios cientos
de miles de imágenes de rayos X

o imágenes por difracción
para realizar la película.

Necesitas gran cantidad

de tiempo de rayos X

y especialmente ahora, creo,

es más complicado
preparar las muestras

y alcanzar la capacidad máxima
por ciertas dificultades del acelerador.

Yo arriesgaría que
alrededor de un año

para lograr algo.

En general la máquina
está lista y funcionando

Funciona ahora mismo.

para empezar.

Sí, sí.

Bueno, gracias.

Es solo que no todas las
subinstancias funcionan.

Algunos compartimientos
experimentales no están listos,

o algunas propiedades de
los rayos no se logran todavía.

Muy bien, micrófono
número cuatro, por favor.

¿Cómo impides que la
molécula se introduzca por

láser de electrones libres?

Disculpa, ¿otra vez por favor?

Has mostrado antes que si no
tienes un cristal de moléculas

que se deteriora
instantáneamente

y afirmado que era
un escollo para el FEL.

¿Te refieres a cómo impedimos
que la molécula explote?

Sí.

No lo impedimos.

Bueno.

Sí, es aniquilada
en cada disparo.

Por esta razón debemos

hacer cien mil capturas,
porque luego de cada...

Tal vez si me permiten mostrarles

esto quizás.

Cada disparo...

Esta es nuestra molécula y
es impactada por este láser

y a cada disparo se desintegra.

Es más complicado porque
la orientación de la muestra

es aleatoria en cada disparo.

Necesitamos software muy
sofisticado para calcular

esta imagen tridimensional
por difracción a partir de eso

y finalmente poder
determinar la estructura.

Es mucho más difícil
que sobre un cristal,

porque allí conoces la orientación

y puedes rotarlo en
una dirección definida.

Pero en definitiva
cada disparo es...

Necesitas obtener los
datos de un disparo.

Bien. Micrófono número uno por favor.

Esto es más bien un tecnicismo.

¿Cuál es la potencia en el
depósito del rayo de electrones

y qué utilizan en el mismo

para conseguir una cantidad
de bremsstrahlung emitida

a niveles aceptables para
no destruir todo con eso?

Sí, precisamente la
limitación a 900 kW,

es por la especificación que nos
da el proveedor de bremsstrahlung

para operar con estas máquinas.

Utilizamos grandes bloques de

es grafeno, creo,

y una especie de imán rotativo

para evitar que el rayo
impacte sobre el mismo punto

cada vez.

Pero es básicamente un gran bloque

muy largo, como unos ocho metros

como así de grande

y tenemos varios de ellos

que se pueden intercambiar

y luego deben

retirarlos por algunas décadas

a que se enfríen.

Micrófono cuatro, por favor.

Primero gracias de nuevo
por esta extraordinaria charla.

Esta es una pregunta muy ambiciosa,

pero,

¿está previsto que el
crecimiento de estas capacidades

continuará más allá de lo que han
logrado los láseres de electrones libres?

y

¿Hay un atisbo de la que sería
la quinta generación de sincrotrones?

Consulté a un
par de sujetos

en el marco de la
preparación de esta charla

y dependiendo del lugar
responden cosas diferentes.

Algunos dicen que no,

que serían técnicas diferentes.

Los FEL tienen la capacidad única

de producir pulsos muy cortos

y tal vez en esto todavía mejoren

la marca de un femtosegundo pero

existen herramientas como
la difracción de electrones, o

también la microscopía de electrones,

que pueden ser más adecuadas
para determinadas muestras.

Pero yo no sé realmente

cuál podría ser el próximo paso en
fuentes de radiación sincrotrónica.

Gracias.

Bien, seamos justos con internet,

¿hay alguna pregunta?

Sí, tenemos algunas preguntas más.

Barking Sheep pregunta ¿cuánto
tiempo toma realizar un experimento?

Entre redactar la especificación
del experimento, enviar el rayo,

recolectar todas las capturas
y producir una imagen.

El tiempo para el rayo es

algo así como...

En FLASH y otros FEL

el plazo habitual de un
puesto son ocho horas.

La máquina funciona 24/7, pero

algunos experimentos toman
ocho, otros 16, otros dos días

pero ese es el ordenamiento.

Entonces digamos que unas diez horas.

En alistar el experimento
está el cuello de botella,

puede tomar hasta una semana.

Lamentablemente no tengo una imagen

del hoyo experimental en FLASH, pero

tenemos varios haces.

y son diez personas preparando allí

el experimento durante una semana

y luego tienen ocho horas de rayos X

y después dedican medio año

a la lectura de los datos

y la composición de estas imágenes.

De modo que el tiempo del haz,

capturar las imágenes,

es la parte más pequeña.

Bien. Micrófono uno, por favor.

Gracias por la excelente charla también.

Mi pregunta es,
seguro conoces

este proyecto de software
de plegamiento de proteínas

que intenta hacer estas
imágenes por cálculo,

¿qué tal funciona eso

y qué aporte representan
propuestas como esta?

Ese es el punto, no sabemos
qué tan correctamente funcionan.

Es decir, están las simulaciones
y puedes encontrarlas en Youtube

y son agradables, pero...

Nadie sabe.

Bueno, gracias.

Bien. Otro, micrófono uno, por favor.

Sí, fue una charla increíble.

¿Podría ampliar sobre la forma de
concentrar el pulso de rayos X?

Sí, pero dudo que tenga
una respuesta a tu pregunta...

¡Yo debería ampliar!

¿Pregunta de internet?

Unrestricted Eve quisiera saber

si puedes dar más detalles

sobre cómo la cámara de rayos
X logra incorporar tantos datos

en un período de
tiempo tan breve.

A la pregunta de internet:
no, en verdad no puedo.

Intenté consultar con el sujeto

que diseñó el detector,

o era el encargado
del diseño del detector,

pero ya estaba de vacaciones

la semana previa a navidad.

De modo que no pude

conseguir una respuesta a esta
cuestión, no lo sé exactamente

solo sé que son múltiples capas...

No, creo que estaría
diciendo estupideces.

Creo que planeaban publicar pronto

un gran

exhaustivo

material completo acerca
del detector de rayos X

en su página web
del European XFEL.

Te recomendaría buscarlo ahí.

Pero volviendo a tu pregunta,

lo hacemos con diamantes

o cristales similares al diamante.

Este es un espejo de
rayos X que tenemos

y tenemos un, ¿cómo es?

ángulo de incidencia demencial.

Así es como enfocamos estos haces.

Y es bastante...

Salió en las noticias

la lisura de este espejo
es realmente increíble

pero no tengo las
cifras ahora mismo.

Búsquenlo, es desquiciado.

De nuevo, micrófono uno.

Por supuesto que es una
asombrosa pieza de hardware

pero como mencionabas cuando
mostraste el programa de control

también un increíble
ejemplo de software

y cantidad de software.

Puedes darnos algunas cifras sobre

la cantidad de programas, líneas
de código, años de desarrollo,

lo que sea, porque

gastaron mil millones
en hardware, pero

el sofware también
sea probablemente...

Sí, por supuesto.

Ese sería un número interesante.

No, no tengo el número de líneas

incluidas en este código.

Sé que la cantidad de compu...

de potencia de CPU que
necesitamos no es tan alta.

Lo más difícil de lograr

es que todos los canales
aparezcan en el sistema,

por lo que la parte gráfica,

la interfaz gráfica es

mayor desafío que

el proceso de los datos.

Pero no puedo precisar cuánto,

realmente lo desconozco.

Pero si me escribes,

al final de las diapositivas
está mi dirección de correo

podría preguntarles a
algunos colegas en DESY.

Bien. Micrófono dos, por favor.

También tengo una pregunta
sobre el sistema de control,

¿tienen un lenguaje de consulta
para encontrar los comandos

en lugar de tener que pasar
por todas esas ventanas?

Sí, desde luego,

desde luego, pero

habitualmente cuando no
tienes idea de lo que buscas,

a veces es más simple si tienes una
GUI donde al menos está ordenado.

Pero claro que puedes acceder,

también leer y escribir

a través de

solo escribiendo líneas.

¿Preguntas de internet?

No hay más preguntas.

Bien. Micrófono uno, por favor.

Mi pregunta es:

¿hay algún sitio de control

para las publicaciones

como de solo acceso abierto o así?

¿En DESY?

Mi investigador acude
por tiempo para un haz,

¿debo cumplir con alguna política?

Sí, debes publicar.

Quiero decir, debes publicar en...

¿Es de acceso abierto?
Esa es la pregunta.

Sí, es un buen punto.
Creo que no necesariamente.

Bueno.

Debes asegurar que tus
resultados se publican.

Dado que no es...

Sí, es un buen punto.

Sé que una compañía privada

también puede solicitar tiempo

pero deben pagar mucho dinero

para conseguirlo.

Pero si eres un investigador científico

o una universidad o algo,

lo tienes sin costo.

Gracias.