China construye un superlaboratorio para ayudar a los científicos de todo el mundo a sondear los misterios de la materia

Investigadores ajustan la trayectoria de un haz en una estación experimental de la Instalación Sinérgica para Usuarios de Condiciones Extremas (SECUF, por sus siglas en inglés) en el distrito de Huairou, Beijing, capital de China, el 16 de octubre de 2024.

La SECUF abre un portal para que los científicos observen los extraños fenómenos de la materia en entornos tan extremos.

Tras iniciarse su construcción en septiembre de 2017, la SECUF superó el miércoles la revisión de aceptación nacional, lo que marca la finalización de la instalación experimental avanzada a nivel internacional que integra condiciones extremas como temperatura ultrabaja, presión ultraalta, campos magnéticos intensos y campos ópticos ultrarrápidos.

La instalación, dirigida por el Instituto de Física (IOP) de la Academia China de las Ciencias, es un conjunto de «generadores de entornos extremos» de precisión controlada. Se trata de un «superlaboratorio» para explorar las fronteras de la ciencia de los materiales. Aquí, los científicos pueden explorar los misterios de la materia y descubrir nuevos fenómenos o leyes invisibles en condiciones ordinarias.

Esta plataforma experimental está abierta a científicos de todo el mundo. Hasta ahora, 13 universidades e instituciones de investigación de 10 países, entre ellos Dinamarca, Alemania, Francia y Japón, han realizado experimentos en la SECUF, y algunas estaciones experimentales ya han dado resultados científicos, según Cheng Jinguang, subdirector del IOP. (Xinhua/Jin Liwang.)

¿Qué asombrosos fenómenos podrían revelar los materiales cuando se someten a condiciones que imitan las extremas del cosmos: temperaturas ultrabajas, campos magnéticos cientos de miles de veces más fuertes que los de la Tierra y una presión cercana a la del núcleo del planeta?

La Instalación Sinérgica para Usuarios de Condiciones Extremas, situada en el distrito suburbano de Huairou, en Beijing, abre un portal para que los científicos observen los extraños fenómenos de la materia en entornos tan extremos.

Tras iniciarse su construcción en septiembre de 2017, la SECUF superó el miércoles la revisión de aceptación

nacional, lo que marca la finalización de la instalación experimental avanzada a nivel internacional que integra condiciones extremas como temperatura ultrabaja, presión ultraalta, campos magnéticos intensos y campos ópticos ultrarrápidos.

La instalación, dirigida por el Instituto de Física (IOP) de la Academia China de las Ciencias, es un conjunto de «generadores de ambientes extremos» de precisión controlada. Se trata de un «superlaboratorio» para explorar las fronteras de la ciencia de los materiales. Aquí, los científicos pueden explorar los misterios de la materia y descubrir nuevos fenómenos o leyes invisibles en condiciones ordinarias.

La SECUF puede enfriar materiales a una temperatura extremadamente baja de 1 milikelvin, 1000 veces inferior a la temperatura cósmica de fondo. Es capaz de producir un campo magnético constante de 30 Tesla, 600 000 veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra, según Lv Li, científico jefe de SECUF.

La instalación puede alcanzar una presión ultraelevada de 300 GPa, casi equivalente a la del núcleo de la Tierra. Puede generar pulsos láser ultrarrápidos de 100 attosegundos, es decir, la milmillonésima parte de la milmillonésima parte de un segundo, para captar la dinámica de los electrones en tiempo real.

En condiciones extremas, los materiales suelen presentar comportamientos «mágicos». Por ejemplo, la superconductividad (desaparición de la resistencia eléctrica) sólo se produce a temperaturas muy bajas. Además, algunos materiales ordinarios se transforman en superconductores a alta presión.

Basándose en la SECUF, se espera que los científicos descubran más materiales superconductores a alta presión, e incluso superconductores a temperatura ambiente, lo que es de gran importancia para mejorar la velocidad de procesamiento de los ordenadores, dijo Lv.

Los campos magnéticos intensos y los campos de luz ultrarrápidos permiten a los científicos profundizar en las estructuras microscópicas y los comportamientos dinámicos de los materiales, explicaron los expertos.

Estas condiciones extremas pueden combinarse en función de las distintas necesidades de investigación de la SECUF, lo que permite realizar experimentos avanzados en síntesis de materiales, control cuántico y dinámica ultrarrápida, proporcionando una plataforma experimental sin precedentes para la investigación en campos como la ciencia de materiales, la física y la química, explicó Lv.

La finalización de las instalaciones ha mejorado significativamente las amplias capacidades de China en investigación básica y aplicada en el campo de la ciencia de los materiales y áreas afines. Los investigadores pueden realizar estudios sobre superconductividad no convencional, estados topológicos de la materia y nuevos materiales y dispositivos cuánticos, según Cheng Jinguang, subdirector del IOP.

Esta plataforma experimental está abierta a científicos de todo el mundo. Hasta ahora, 13 universidades e instituciones de investigación de 10 países, entre ellos Dinamarca, Alemania, Francia y Japón, han realizado experimentos en la SECUF, y algunas estaciones experimentales ya han dado resultados científicos, según Cheng.

Los científicos tienen previsto seguir mejorando las capacidades de la SECUF y mantener sus puertas abiertas a investigadores de todo el mundo, para atraer a más pioneros a este «reto extremo» y desbloquear descubrimientos que remodelen la comprensión del mundo material por parte de la humanidad.