Cient\u00edficos que aprovechan el control preciso de los l\u00e1seres ultrarr\u00e1pidos han acelerado electrones en un tramo de 20 cent\u00edmetros a velocidades reservadas para grandes aceleradores de part\u00edculas.<\/p>\n
Un equipo de la Universidad de Maryland (UMD) encabezado por el profesor de F\u00edsica e Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica e Inform\u00e1tica Howard Milchberg, en colaboraci\u00f3n con el equipo de Jorge J. Rocca de la Universidad Estatal de Colorado (CSU), logr\u00f3 esta hito utilizando dos pulsos l\u00e1ser enviados a trav\u00e9s de un chorro de hidr\u00f3geno gaseoso. El primer pulso desgarr\u00f3 el hidr\u00f3geno, abri\u00e9ndole un agujero y creando un canal de plasma. Ese canal gui\u00f3 un segundo pulso de mayor potencia que extrajo electrones del plasma y los arrastr\u00f3 a su paso, aceler\u00e1ndolos a casi la velocidad de la luz en el proceso.<\/p>\n
Con esta t\u00e9cnica, el equipo aceler\u00f3 electrones a casi el 40% de la energ\u00eda alcanzada en instalaciones masivas como la fuente de luz coherente Linac (LCLS) de un kil\u00f3metro de largo, el acelerador del National Accelerator Laboratory SLAC. El art\u00edculo fue aceptado en la revista Physical Review X.<\/p>\n
\u00abEste es el primer acelerador de electrones multi-GeV alimentado completamente por l\u00e1ser\u00bb, dice en un comunicado Milchberg, quien tambi\u00e9n est\u00e1 afiliado al Instituto de Investigaci\u00f3n Electr\u00f3nica y F\u00edsica Aplicada de la UMD. \u00abY con los l\u00e1seres cada vez m\u00e1s baratos y eficientes, esperamos que nuestra t\u00e9cnica se convierta en el camino a seguir para los investigadores en este campo\u00bb.<\/p>\n
Lo que motiva el nuevo trabajo son aceleradores como LCLS, una pista de un kil\u00f3metro de largo que acelera electrones a 13.600 millones de electronvoltios (GeV), la energ\u00eda de un electr\u00f3n que se mueve al 99,99999993% de la velocidad de la luz. El predecesor de LCLS est\u00e1 detr\u00e1s de tres descubrimientos ganadores del premio Nobel sobre part\u00edculas fundamentales.<\/p>\n
Ahora, un tercio del acelerador original se ha convertido al LCLS, utilizando sus electrones s\u00faper r\u00e1pidos para generar los rayos l\u00e1ser de rayos X m\u00e1s potentes del mundo. Los cient\u00edficos usan estos rayos X para observar el interior de los \u00e1tomos y las mol\u00e9culas en acci\u00f3n, creando videos de reacciones qu\u00edmicas. Estos videos son herramientas vitales para el descubrimiento de f\u00e1rmacos, el almacenamiento optimizado de energ\u00eda, la innovaci\u00f3n en electr\u00f3nica y mucho m\u00e1s.<\/p>\n
Acelerar electrones a energ\u00edas de decenas de GeV no es tarea f\u00e1cil. El acelerador lineal de SLAC les da a los electrones el impulso que necesitan usando poderosos campos el\u00e9ctricos que se propagan en una serie muy larga de tubos de metal segmentados. Si los campos el\u00e9ctricos fueran m\u00e1s potentes, desencadenar\u00edan una tormenta el\u00e9ctrica dentro de los tubos y los da\u00f1ar\u00edan gravemente. Al no poder empujar los electrones con m\u00e1s fuerza, los investigadores han optado por simplemente empujarlos durante m\u00e1s tiempo, proporcionando m\u00e1s pista para que las part\u00edculas se aceleren. De ah\u00ed la franja de un kil\u00f3metro de largo que atraviesa el norte de California. Para llevar esta tecnolog\u00eda a una escala m\u00e1s manejable, los equipos de la UMD y la CSU trabajaron para impulsar los electrones a casi la velocidad de la luz utilizando, de manera adecuada, la propia luz.<\/p>\n
\u00abEl objetivo en \u00faltima instancia es reducir los aceleradores de electrones de escala GeV a una habitaci\u00f3n de tama\u00f1o modesto\u00bb, dice Jaron Shrock, estudiante graduado en f\u00edsica en la UMD y coautor del trabajo. \u00abEst\u00e1s tomando dispositivos a escala de kil\u00f3metros, y tienes otro factor de 1.000 de campo de aceleraci\u00f3n m\u00e1s fuerte. Entonces, est\u00e1s tomando escala de kil\u00f3metros a escala de metros, ese es el objetivo de esta tecnolog\u00eda\u00bb.<\/p>\n
La creaci\u00f3n de esos campos de aceleraci\u00f3n m\u00e1s fuertes en un laboratorio emplea un proceso llamado aceleraci\u00f3n de campo de estela l\u00e1ser, en el que un pulso de luz l\u00e1ser intensa y bien enfocada se env\u00eda a trav\u00e9s de un plasma, creando una perturbaci\u00f3n y arrastrando electrones a su paso.<\/p>\n
La aceleraci\u00f3n del campo de estela l\u00e1ser se propuso por primera vez en 1979 y se demostr\u00f3 en 1995. Pero la distancia a la que pod\u00eda acelerar los electrones permaneci\u00f3 obstinadamente limitada a un par de cent\u00edmetros. Lo que permiti\u00f3 al equipo de UMD y CSU aprovechar la aceleraci\u00f3n de wakefield con m\u00e1s eficacia que nunca fue una t\u00e9cnica en la que el equipo de UMD fue pionero para domar el haz de alta energ\u00eda y evitar que se dispersara demasiado. Su t\u00e9cnica perfora un agujero a trav\u00e9s del plasma, creando una gu\u00eda de ondas que mantiene enfocada la energ\u00eda del haz.<\/p>\n
Fuente: EP<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cient\u00edficos que aprovechan el control preciso de los l\u00e1seres ultrarr\u00e1pidos han acelerado electrones en un tramo de 20 cent\u00edmetros a velocidades reservadas para grandes aceleradores de part\u00edculas.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":28001,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-28000","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tech"],"yoast_head":"\n