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Radiografías de colores y otros resultados de los grandes aceleradores

Mientras el CERN anuncia un nuevo hito en la física de partículas, la tecnología derivada de la investigación básica llega a los hospitales y al arte.

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Muñeca humana con reloj de pulsera escaneada con rayos X en color y tres dimensiones./ MARS

Muñeca humana con reloj de pulsera escaneada con rayos X en color y tres dimensiones./ MARS

Imágenes en color en tres dimensiones que permiten distinguir los huesos, cartílagos, músculos y demás componentes del cuerpo humano se han obtenido por primera vez con una nueva tecnología de rayos X que promete mejorar el diagnóstico médico. El nuevo escáner incorpora técnicas de detección e imagen de partículas desarrolladas en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), el gran centro internacional de investigación básica en el que en 2012 se detectó por primera vez el bosón de Higgs.

Las radiografías en color se suman así a otras aplicaciones de tecnologías desarrolladas para la física de partículas, como las que se utilizan en el análisis y la restauración de obras de arte.

En concreto, Medipix es una familia de chips que funcionan como cámaras, detectando y contando cada partícula subatómica individual que llega a los píxeles del detector cuando el obturador electrónico está abierto, informa el CERN. El resultado son imágenes de altas resolución y contraste que obviamente interesan en medicina, no solo en diagnóstico sino también en cirugía y en patología. Entre otras cosas, se pueden distinguir mejor los tumores y estimar con mayor precisión el margen quirúrgico para su extracción.

Recuperar daguerrotipos

La aplicación ha tardado diez años en estar a punto, gracias a científicos de las universidades de Canterbury y Otago (Nueva Zelanda). La empresa MARS, de este país, la comercializa. El primer ensayo clínico con esta herramienta empieza próximamente en Nueva Zelanda con pacientes de reumatología y ortopedia.
En otro tipo de acelerador, un sincrotrón, que actúa como un microscopio, se desarrolla un relato distinto. De la negrura fantasmal de lo que fue una de las primeras fotografías de la historia surge la imagen de una mujer, vestida al estilo de hace más de 150 años. Recuperar daguerrotipos dañados, aparentemente de forma irreparable, es lo que han hecho en el Museo Nacional de Fotografía de Canadá utilizando sincrotrones de ese país y de EE UU.

Imagen recuperada de un daguerrotipo dañado de alrededor de 1850./UNIVERSITY OF WESTERN ONTARIO

Imagen recuperada de un daguerrotipo dañado de alrededor de 1850./UNIVERSITY OF WESTERN ONTARIO

Un detallado análisis químico de la degradación de las placas de cobre recubiertas de plata en que se basaron las primeras fotografías, para las que el sujeto tenía que posar varios minutos inmóvil, permitió recuperar en el sincrotrón imágenes invisibles a simple vista. Esto se hizo escaneando cada placa al nivel de energía más sensible a la absorción del mercurio con el que se había fijado la imagen en su momento. A pesar de tratarse de sujetos anónimos, el resultado es llamativo e interesante, señala la investigadora Madalena Kozachuk, que firma con otros colegas la comunicación publicada en Scientific Reports.

El bosón de Higgs

En el CERN, mientras tanto, su mayor instrumento, el acelerador LHC, sigue con su trabajo básico, que es llegar a entender de qué está hecho todo. Ahora, sus responsables acaban de confirmar que el bosón de Higgs, la partícula elemental que buscaba y encontró esta gigantesca herramienta, se desintegra como se esperaba en la mayoría de los casos, en parejas de quarks tipo b (del inglés bottom). Una noticia importante para los físicos porque no solo confirma (una vez más) el Modelo Estándar, la teoría más aceptada para explicar las leyes del Universo, la fuerza y la materia, sino que ratifica nuevamente que la partícula detectada en 2012 es verdaderamente el bosón de Higgs, encargado de transmitir la masa.

Representación de uno de los sucesos detectados en el LHC que indican la desintegración de un bosón de Higgs en quarks b./ATLAS/CERN

Representación de uno de los sucesos detectados en el LHC que indican la desintegración de un bosón de Higgs en quarks b./ATLAS/CERN

Seis años han hecho falta para obtener el nivel mínimo de confirmación de la transformación del Higgs en quarks b (partículas elementales de la materia) porque era literalmente como buscar una aguja en un pajar. El bosón tiene una cortísima vida y las colisiones entre protones que se producen en el gigantesco acelerador dan lugar a una verdadera sopa de partículas. De esta complejidad de la investigación básica basada en la cooperación internacional a los efectos beneficiosos colaterales en áreas como la ingeniería, la medicina y el arte suele haber un largo y difícil camino, pero los ejemplos de éxito son ya muchos.

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