Un equipo de investigación del Centro Nacional de Aceleradores (CNA), centro mixto de la Universidad de Sevilla, la Junta de Andalucía y el CSIC, ha logrado un avance pionero en la física nuclear experimental. En colaboración con un consorcio internacional, han demostrado que es posible realizar espectrometría de neutrones rápidos por tiempo de vuelo (ToF) basada en la detección de eventos individuales utilizando fuentes de neutrones impulsadas por láser de alta potencia (LDNS).
El trabajo, titulado ‘Single-event fast neutron time-of-flight spectrometry with a petawatt-laser-driven neutron source’, ha sido publicado recientemente por la revista Nature Communications. El equipo científico está formado por los investigadores María de los Ángeles (Llanlle) Millán-Callado, Begoña Fernández, José Manuel Quesada, Teresa Rodríguez y Carlos Guerrero, del CNA-Universidad de Sevilla.
Las fuentes de neutrones impulsadas por láser (LDNS) pueden jugar un papel muy relevante debido a su capacidad para generar flujos extremadamente altos de partículas en pulsos ultracortos. Sin embargo, su uso práctico se veía limitado por el «ruido» extremo (el llamado flash de rayos gamma) que satura los detectores convencionales. Gracias al uso de detectores de diamante de respuesta ultrarrápida y a la metodología desarrollada por el grupo del CNA, el experimento realizado en el láser de petavatio DRACO del HZDR (Alemania) permitió «contar» y medir la energía de los neutrones de uno en uno. Este hito abre la puerta a realizar experimentos de física nuclear de alta resolución en instalaciones mucho más compactas que los grandes aceleradores convencionales.
Este avance tiene implicaciones directas en múltiples campos científicos:
- Reacciones nucleares: Ayudará a estudiar reacciones en plasmas equivalentes a los encontrados en las estrellas o los reactores de fusión.
- Astrofísica: Permitirá estudiar reacciones inducidas por neutrones que solo ocurren en eventos estelares extremos.
- Medicina nuclear: De forma complementaria, el trabajo ha contribuido a la optimización de los sistemas de aceleración por láser que se pretende utilizar en radioterapia y producción de radioisótopos.
La participación de los investigadores B. Fernández, C. Guerrero, M. A. Millán-Callado y T. Rodríguez-González subraya el papel estratégico del CNA en la vanguardia de la tecnología de detectores y la física de neutrones a nivel internacional. La capacidad de analizar eventos individuales en entornos tan hostiles sitúa al CNA como una pieza clave en las próximas investigaciones de física nuclear con láseres de PW.
Referencia del artículo:
M. A. Millán-Callado, et al. «Single-event fast neutron time-of-flight spectrometry with a petawatt-laser-driven neutron source». Nature Communications 17, 3154 (2026).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-70312-7