Los lasers pueden convertir las partículas virtuales en reales

La próxima generación de lasers tendrá la capacidad de crear materia al capturar ‘partículas fantasma’ que, según la mecánica cuántica, parecen llenar el espacio vacío.

El principio de incertidumbre de la mecánica cuántica dice que el espacio nunca puede estar completamente vacío. En realidad, hay fluctuaciones aleatorias que dan lugar a un conjunto de partículos como electrones y positrones, su homólogo en la antimateria.

Laser

Laser. Wikipedia.

Las llamadas ‘partículas virtuales’ suelen anularse la una a la otra demasiado rápido como para poder verlas. Sin embargo, ya en los años 30 los físicos predijeron que un fuerte campo eléctrico transformaría las partículas virtuales en partículas reales que podemos observar. El campo las empuja en direcciones opuestas porque tienen cargas eléctricas opuestas, separándolas tanto que no se pueden destruir entre ellas.

Los lasers están capacitados idealmente para esta tarea porque su luz abarca todos los campos eléctricos fuertes. En 1997, los físicos del Linear Accelerator Center de California utilizaron luz láser para crear unos pocos pares electrón-positrón. Ahora, nuevos cálculos sugieren que la próxima generación de lasers podrá crear estas parejas por millones.

Reacción en cadena

En el experimento de SLAC, sólo se creaba un par electrón-positrón de cada vez, pero con lasers más potentes es probable que se dé una reacción en cadena.

La primera pareja se acelera a alta velocidad gracias al láser, provocando la emisión de luz. Esta luz, combinada con la del láser, acelera más pares, comentó Alexander Fedotov del National Research Nuclear University de Moscú, quien, junto con sus compañeros, publicará un estudio sobre el tema en Physical Review Letters.

“Un gran número de partículas aparecerán en el vacío”, comentó John Kirk del Instituto Max Planck de Alemanica, quien no tomó parte en el estudio.

En lasers que pueden concentrar unos 1026 watios/cm2, esta reacción podría convertir la luz del láser de forma efectiva en millones de pares electrón-positrón, según los cálculos que realizó el equipo.

Fábrica de antimateria

Este tipo de intensidad podría ser alcanzada con un láser que se construirá en el Extreme Light Infrastructure project en Europa. La primera versión del laser podría realizarse en 2015, pero se tardaría unos pocos años más en completar las mejoras que hagan llegar a 1026 watios/cm2, según el co-autor del estudio Georg Korn del instituto Max Planck.

Pero Pisin Chen de la Universidad de Taiwan dice que el coste de este potente láser podría hacer que este método sea más caro que su alternativa. La forma estándar de producción de positrones hoy en día consiste en bombardear con haces de electrones de alta energía una pieza de metal para producir pares electrón-positrón.

Este artículo ha sido traducido de New Scientist y publicado bajo licencia CC by-sa
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