Científicos de todo el mundo están aprovechando el potencial del humilde neutrón para ampliar su comprensión sobre diversos campos, desde la crisis climática hasta la salud y la computación cuántica. La espalación, un proceso en el que partículas de alta energía desestabilizan los núcleos atómicos y liberan neutrones, es una de las formas de utilizar esta partícula de manera efectiva. La construcción de la Fuente Europea de Espalación (ESS) en Lund, Suecia, está en marcha y se espera que esté completamente operativa en 2027, convirtiéndose en la fuente de neutrones más potente y versátil del mundo científico.
La ESS ofrecerá quince líneas de haces diferentes para llevar a cabo investigaciones científicas básicas. A diferencia de los rayos X, los neutrones interactúan de manera distinta con los materiales y pueden proporcionar información única sobre su estructura interna. Esto permite investigar desde la dinámica de las baterías de ion-litio hasta los mecanismos de resistencia de las bacterias a los antibióticos, así como explorar aspectos fundamentales de la física.
La instalación de la ESS también ha desarrollado tecnologías que benefician a la industria y la sociedad en general. Por ejemplo, los sistemas de alimentación diseñados para las líneas de haces podrían aplicarse a tecnologías de energías renovables como los aerogeneradores. Además, la ESS puede simular el bombardeo de neutrones que ocurre naturalmente en nuestro entorno, lo que permite probar la durabilidad de componentes eléctricos críticos utilizados en aviones, aerogeneradores y vehículos espaciales.
Aunque la construcción de la ESS aún está en curso, los científicos ya están trabajando en mejoras. El proyecto HighNESS, financiado por la UE, está desarrollando un segundo sistema moderador que permitirá adaptar la energía de los neutrones a las necesidades de los instrumentos científicos. Esto abrirá la puerta a estudiar la dinámica y estructura de materiales como polímeros, biomoléculas, metales líquidos y baterías.
Una de las investigaciones fundamentales que se llevarán a cabo en la ESS es el intento de presenciar la conversión de un neutrón en un antineutrón. Este fenómeno es crucial para comprender por qué hay más materia que antimateria en el universo. La ESS será capaz de producir el gran número de neutrones necesarios para realizar este experimento, ofreciendo la oportunidad de resolver uno de los mayores misterios sin resolver.
La investigación descrita en este artículo ha sido financiada con fondos de la UE y se publicó originalmente en Horizon, la Revista de Investigación e Innovación de la Unión Europea.