martes, 12 de marzo de 2013

CÁMARAS INSTANTÁNEAS DE RAYOS X – DESDE DIMINUTOS VIRUS A GRANDES HOYOS NEGROS




Imagen de MImiVirus

El título de esta entrada,  lo he puesto en forma inversa a como ESA entregó la noticia, por cuanto es interesante comprobar como elementos desarrollados para investigar, en este caso,  los agujeros negros, pueden también aplicarse a la medicina.

Cámaras diseñadas para capturar los agujeros negros están explorando una nueva frontera: ellos nos están ayudando a conocer de cerca a los virus en la Tierra, abriendo la puerta a la solución de problemas médicos. Estas cámaras espaciales están abriendo nuevas fronteras en ciencias de la vida mediante el sondeo ultrarrápidos procesos físicos, químicos y bioquímicos a nivel atómico, obteniendo imágenes más nítidas de estructuras tales como los virus y las proteínas.


El Mimivirus es un género de virus de gran tamaño que podeen ADN de doble cadena y cuyas partículas maduras tienen una cápsida de entre 400 y 500 nm de diámetros. 
Crédito imagen: Wikipedia

Un descendiente de la cámara espacial de rayos X tomó las primeras imágenes del virus Mimi, el virus más grande y complejo conocido actualmente. El análisis de este virus intrigante puede arrojar luz sobre cuestiones básicas de la evolución viral y, tal vez, el origen de la vida.


Imagen de la cámara X EMM-Newton en  la Nave Espacial – Crédito:ESA/Ducros

Investigadores de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido desarrollaron en la década de 1990, cámaras especiales de rayos X para la misión: X-Ray Multi mirror Mission Newton [X-XMM-NEWTON] de la ESA . 
Se instalaron en la nave espacial XMM-NEWTON lanzada el 10 de diciembre de 1999 en un cohete Ariadne-5  desde Kourou, Guayana Francesa. Su órbita de 48 horas le permite tener un apogeo de 114.000 Km., y un perigeo de  7.000 Km., trasladándose  a una velocidad de 24.120 Km/h., sus instrumentos pueden trabajar fuera del cinturón de radiación que rodean la Tierra.
"La ESA financia gran parte de ese trabajo inicial para crear los sensores de rayos X", dijo Karen Holland, director general de XCAM, la compañía fundada en 1995 como una spin-off de la universidad para desarrollar y comercializar estas técnicas avanzadas.
Se requiere una compleja tecnología para tomar instantáneas del Universo en el rango de los rayos X, generados por objetos extremadamente calientes o de fuertes campos magnéticos o gravitacionales.


Imagen que muestra un pequeño extracto de una de las imágenes de rayos X tomadas por la cámara EPIC a bordo de la nave XMM-Newton de la ESA para el proyecto encuesta Taurus-Auriga. El color naranja indica que el gas de AB Aurigae es mucho más frío que la de otras jóvenes estrellas . Crédito:ESA

 "Cosas como los agujeros negros son lo que estamos realidad  buscando,  con esta técnica", señala Karen.
"Para capturar una imagen en el espacio, a menudo se necesitan muchos detectores, por lo que la cabeza de la cámara mecánica del telescopio de rayos X de un satélite es un tema muy complicado. Es necesario que sena ligeros para que se puedan mantener y manejar estos detectores en una matriz.
"Todo debe ser construido de modo que el área alrededor del detector se mantenga extremadamente limpia;  todo debe funcionar en el vacío del espacio." Es necesario también una electrónica especial para conducir el vehículo y operar los detectores.
Una vez que estas tecnologías se desarrollaron para detectar con la cámara los rayos X XMM-Newton, los investigadores se dieron cuenta de que el conocimiento práctico podría ser utilizado en una variedad de aplicaciones en la Tierra.
Además de cámaras mecánicas eficientes, XCAM también desarrolló un nuevo tipo de cámara de rayos X que produce imágenes de mejor calidad para aplicaciones terrestres, con píxeles más pequeños con una mayor resolución.


Imagen: En el DESY de Alemania, los campos electromagnéticos aceleran los electrones en los resonadores superconductores. Crédito DESY

Como resultado, XCAM fue capaz de suministrar cámaras para el láser de rayos X de electrones libres en el DESY,  Electrónica del Sincrotrón del centro de Hamburgo, Alemania, para tomar imágenes muy precisas de los virus
Comprender la estructura del virus podría conducir a mejores medicamentos y personas más saludables.
"Es el primer láser de rayos X", dijo Karen. ”Que ellos estaban construyendo, y se dieron cuenta de que necesitaban una cámara".
Gracias a décadas de  experiencia de XCAM, “fuimos capaces de diseñar y construir un sistema de cámaras con las que se tomaron las primeras imágenes del MimiVirus"
 XCAM también desarrolló un detector de nuevo diseño que en la actualidad es utilizado en una similar instalación en Japón.
Fuente: ESA  Programa de Transferencia de Tecnologías TTP2 11.marzo.2013

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