Investigación en alta intensidad: el físico Adrian Mancuso Inspire article

Traducido por José María Cordobés. El físico Adrian Mancuso trabaja en la investigación de vanguardia sobre imágenes tridimensionales (3D) en el que será el Laboratorio más moderno y de mayor potencia de rayos X de Europa.

Adrian Mancuso
Imagen cortesía de European
XFEL

El uso de imágenes en tres dimensiones ha evolucionado más allá de los efectos especiales de monstruos tratando de asustar a la gente en el cine. Hoy, rayos X ultraenergéticos son utilizados en lugar de la luz, para obtener información muy precisa de la forma de las moléculas.

En el Laser Europeo de rayos X mediante electrones libres (European XFEL)w1 en Hamburgo, Alemania, el avance en este ámbito de conocimiento podía, en pocos años, permitir elaborar nuevos medicamentos específicos para combatir enfermedades.

Edificio que albergará la
sala experimental del
European XFEL

Imagen cortesía de European
XFEL

Trabajando en la frontera de la investigación en imágenes en tres dimensiones (3D) mediante rayos X, está Adrian Mancuso, un científico con una larga trayectoria de interés sobre todos los aspectos del mundo físico. Desde la adolescencia, Adrian fue un ávido observador del mundo natural y un lector aficionado a los libros de ciencia, que le llevaron a su actual trabajo como director del proyecto European XFEL, un gigantesco láser de rayos X actualmente en construcción.

“Lo que estamos tratando de conseguir son imágenes tridimensionales de alta resolución de moléculas biológicas y de otros materiales, de manera que podamos entender como funcionan” dice Adrian. “En concreto, tratamos de obtener imágenes de moléculas que pueden ser obtenidas sólo con un láser de rayos X”.

Pero ¿cómo un físico como Adrian ha llegado a trabajar en moléculas biológicas? Nos lo explica: “hice un doctorado en Física sobre cómo usar un láser de rayos X para obtener imágenes, es decir explorar los métodos para conseguir imágenes con esta herramienta. Esa preparación y la experiencia adquirida realizando esa clase de experimentos, me suministraron el conocimiento necesario para diseñar un aparato capaz de obtener imágenes mediante difracción de Rayos X en el Laboratorio Europeo XFEL”

¿Qué es exactamente lo que está haciendo ahora Adrian? Nos lo cuenta: “Ahora mismo estoy construyendo un instrumento para crear imágenes de rayos X llamado Imagen de una sola partícula. Estas partículas pueden ser desde pequeños cristales a biomoléculas o nuevos materiales de los que deseamos conocer su estructura. El trabajo es fascinante, porque combina nuevas ideas de Física y Matemáticas con tecnología de vanguardia para producir investigación aplicada, de tipo práctico, que podía mejorar el mundo que nos rodea”.

Una imagen artística de lo
que será el edificio central
del European XFEL. Los
túneles por los que los
pulsos del láser de rayos X
son enviados a la estación
experimental, terminarán en
la sala subterránea situada
debajo del edificio principal.
Este alojará laboratorios y
oficinas, salas de reuniones,
un auditorio y una biblioteca

Imagen cortesía de European
XFEL

Adrian disfruta con su trabajo, afirma que “cada día es diferente, divertido y desafiante”. Su entusiasmo por la investigación y la Física viene de sus años mozos, como recuerda: “Yo fui curioso por naturaleza. Deseaba entender cómo funcionan las cosas, cómo el funciona el Universo. Mis padres me ayudaron a alimentar esa curiosidad cuando yo era joven, proporcionándome montañas de libros sobre ciencia para leer. Pienso también que eso ¡me liberó de otros problemas! La curiosidad de Adrian se centró en la Física cuando encontró uno de los textos de Física utilizados por su padre. “Lo leí desde el principio hasta el final. Lo encontré muy interesante porque había tanto que entender sobre el mundo que nos rodea”.

El interés de Adrian se fortaleció también en su escuela. “Fui muy afortunado ya que tuve un profesor de Ciencias muy entusiasta que me permitió, e incluso me animó, a utilizar el laboratorio fuera de las horas de clase, para diseñar experimentos, confrontarlos con ideas, y ocasionalmente, romper algún material”.

Cuando acabó los estudios en la escuela, hizo un grado de Ciencia en la Universidad de Melbourne, Australia, con una especialidad en Física, seguido por un doctorado en esa institución. Y aunque ha dado media vuelta al mundo, desde Australia hasta Hamburgo, para trabajar en el XFEL Europeo, piensa que ha valido la pena.

“Hay pocos lugares en el mundo donde uno pueda visualizar biomoléculas no cristalinas, de modo que la imagen de la estructura pueda ser utilizada para diseño de medicamentos u otras aplicaciones prácticas” nos dice. “El XFEL Europeo está en la vanguardia de la obtención de imágenes de una simple partícula en la investigación mundial.”

A Adrian también le cautiva el ambiente internacional de trabajo en el XFEL, donde el staff proviene de los seis continentes y de más de 18 países. Piensa que la interacción entre diversas culturas y la posibilidad de aprender de colegas de las diferentes partes del mundo, “es una ventaja añadida al trabajo de alto nivel que realizamos cada día” Comenta: “Gente de diferentes países, a veces ve el mundo desde diferentes puntos de vista. Estas diferentes perspectivas pueden tener una positiva influencia sobre la manera de pensar de cada uno, que puede ser esencial para resolver problemas científicos”

Visualización de un patrón
de difracción simulado en
3D de una molécula 3-
phosphoglycerate kinase.
Una representación de lo
“perfecta” que puede ser una
difracción a partir de datos
tomados del European XFEL

Imagen cortesía de Z Jurek and
B Ziaja (CFEL), and AP Mancuso
(European XFEL)

Tanto como la pasión por la investigación, Adrian piensa que es importante compartir la afición a la ciencia con una mayor audiencia y disfruta participando en esta tarea. Desde ayudar en un festival científico para jóvenes estudiantes de Bachillerato –llegó a ser tan popular que era conocido como el “tipo del show científico”- hasta invitar a esos alumnos a conocer el trabajo de los científicos en los laboratorios y universidades, y lo que supone trabajar en ellos. Adrian se ha involucrado en hacer partícipe su entusiasmo por la ciencia en cada etapa de su carrera. Dice que encontró las actividades con estudiantes “muy gratificantes, sobre todo cuando adquieren un conocimiento más real de la ciencia experimental, que el que sólo es obtenido en el aula”

Entonces ¿qué consejo daría Adrian a un estudiante que quisiera seguir sus pasos? “ Lo primero sería estudiar Física. Si desea trabajar en obtención de imágenes, le ayudaría el tener conocimientos de Öptica -en nuestro caso en el extraño pero divertido campo de la óptica de rayos X” dice. “Este es un campo de investigación cada día más conocido, en la medida en que hay rápidos progresos en el uso de potentes láseres de rayos X en todo el mundo”.

Y no tendría ninguna duda en recomendar el placer intelectual que se adquiere en una profesión investigadora. Comenta: “Ese momento que llega cuando tú y los colegas que trabajan contigo en el mismo laboratorio, son las únicas personasen el planeta que en ese momento han observado algo único, eso es algo que uno siempre recuerda”.

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Web References

  • w1 – El European XFEL ies una institución de investigación, actualmente en construcción, en el área de Hamburgo, en Alemania. Dispondrá de un aparato que genera haces pulsados muy intensos de rayos X que serán usados por investigadores de todo el mundo. XEFL es miembro de EIROforum, una colaboración de ocho de las mayores organizaciones científicas gubernamentales de Europa, que ponen a disposición sus recursos, instalaciones y experiencia para ayudar a la ciencia europea a desplegar todo su potencial. Como ejemplo de esa colaboración en educación y actividades para dar a conocer la ciencia, EIROforum publica Science in School.

Resources

Institution

European XFEL

Author(s)

Susan Watt es una escritora sobre ciencia y editora que trabaja por cuenta propia. Estudió Ciencias Naturales en la Universidad de Cambridge, UK, después de hacer un máster en Filosofía de la Ciencia. Después de algunos años realizando exhibiciones científicas en el Museo de la Ciencia (Londres) y en el Consejo Británico, se hizo editora. Actualmente es directora de escuela.




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