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| Imagen de Gerd Altmann en Pixabay |
Un equipo internacional de investigadores ha descubierto cómo hacer un haz de positrones, la versión antimateria de los electrones, utilizando láseres y un pequeño bloque de plástico.
Sabemos que la energía y la materia son las dos caras de la misma moneda desde la ecuación más famosa de Einstein, E = mc2. Y, con la fuerza de la luz que se libera cuando la materia y la antimateria se tocan, es posible hacer pares de materia-antimateria utilizando la luz.
Sin embargo, el hecho de que algo sea posible no significa que sea fácil, aunque esta nueva configuración experimental acaba de demostrar que tal vez haya una forma más fácil de hacer antimateria.
Dos pulsos de láser de alta energía se disparan en lados opuestos de un pequeño bloque de plástico que está atravesado por pequeños canales del tamaño de micrones. Los modelos teóricos y las simulaciones han respaldado este enfoque, y estos hallazgos se informan en la revista Nature Communications Physics.
"Cuando los pulsos láser penetran en la muestra, cada uno de ellos acelera una nube de electrones extremadamente rápidos", dijo en un comunicado el coautor, el Dr. Toma Toncian, del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). luego corren uno hacia el otro con toda su fuerza, interactuando con el láser que se propaga en la dirección opuesta ".
La colisión es tan violenta que produce rayos gamma, la forma de luz más enérgica, tan concentrados que los rayos gamma se convierten en pares de electrones y positrones. Además de eso, la configuración produce fuertes campos magnéticos que aceleran los positrones en un haz estrecho. La aceleración es extremadamente eficiente: en una fracción de milímetro, los positrones alcanzan energías que generalmente solo son posibles en aceleradores de partículas a gran escala.
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| Dos rayos láser crean ondas de plasma (en blanco y negro) que terminan chocando y crean fotones gamma de alta energía en un espacio muy pequeño, lo que lleva a la formación de pares electrón-positrón. Crédito de la imagen: Toma Toncian |
También se espera que el nuevo método cree 100.000 positrones más que el concepto de tratamiento único de un láser, haciéndolo más efectivo en términos de números. Los láseres empleados tampoco tienen que ser extremadamente potentes como en otros enfoques, lo cual es otra ventaja.
El siguiente paso es probarlo. El equipo está considerando utilizar la instalación de Física Nuclear de Infraestructura de Luz Extrema en Rumania, aunque se podrían realizar algunas pruebas preliminares en el XFEL europeo, hogar del láser más poderoso del mundo.
La capacidad de crear grandes cantidades de antimateria de tal manera podría proporcionar información sobre la física de partículas y la astrofísica.
“Es probable que tales procesos tengan lugar, entre otros, en la magnetosfera de los púlsares, es decir, de las estrellas de neutrones que giran rápidamente”, agregó el coautor y líder del proyecto, el Dr. Alexey Arefiev, de la Universidad de California en San Diego. “Con nuestro nuevo concepto, tales fenómenos podrían simularse en el laboratorio, al menos hasta cierto punto, lo que luego nos permitiría comprenderlos mejor”.
Fuente: https://www.iflscience.com/physics/antimatter-can-now-be-made-from-light-more-efficiently/