Se llama l\u00e1ser de petavatios y seg\u00fan afirman los expertos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, podr\u00eda incluso arrancar part\u00edculas del espacio vac\u00edo.<\/p>\n
Imagina la potencia de un mill\u00f3n de centrales nucleares. Ahora, imagina que hay una forma de concentrar el equivalente en el pulso de un rayo l\u00e1ser, aunque s\u00f3lo sea durante una cuatrillon\u00e9sima de segundo.<\/p>\n
Pues bien, desde hace poco, ya no hace falta simplemente imaginarlo: los cient\u00edficos nos han ofrecido el \u00faltimo atisbo de lo que es capaz un\u00a0l\u00e1ser de petavatios\u00a0(un petavatio equivale a un cuatrill\u00f3n de vatios). Cuando se dispone de un cuatrill\u00f3n de vatios, se pueden crear las condiciones extremas que se dan en el interior de los planetas o dividir \u00e1tomos para producir rayos gamma. Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC acaba de elevar ese nivel hasta un rayo l\u00e1ser de electrones que podr\u00eda destrozar la materia y arrancar part\u00edculas y antipart\u00edculas del espacio vac\u00edo.<\/p>\n
Dirigido por el f\u00edsico del acelerador SLAC Claudio Emma, el equipo de investigaci\u00f3n fue capaz de tomar un mont\u00f3n de electrones (una colecci\u00f3n que mide alrededor de un mil\u00edmetro de largo) y acelerarlos en haces que generaron la corriente y la potencia pico m\u00e1s altas jam\u00e1s alcanzadas.<\/p>\n
\u201cEl control a nivel de femtosegundos de haces de corriente ultra alta es una poderosa herramienta para optimizar la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de interacciones de haces relevantes en todas las disciplinas cient\u00edficas\u201d, escribi\u00f3 el equipo en un\u00a0estudio\u00a0publicado recientemente en\u00a0Physical Review Letters<\/em><\/u>.<\/p>\n \u00bfC\u00f3mo lo consiguieron? Piense en el acelerador de part\u00edculas como una m\u00e1quina de pinball en\u00a0fase\u00a0multiball<\/em>, salvo que las bolas son electrones que se mueven a casi la velocidad de la luz. En lugar de rampas y curvas, los electrones son acelerados por ondas de radio a trav\u00e9s de una c\u00e1mara de vac\u00edo. Al igual que un pinball se desv\u00eda cuando entra en una curva, los electrones cambian de direcci\u00f3n cuando entran en un campo magn\u00e9tico. Si una bola viaja m\u00e1s despacio, seguir\u00e1 la curva, pero cuanto m\u00e1s r\u00e1pido se mueva, m\u00e1s parte de la curva saltar\u00e1. Los electrones en un campo magn\u00e9tico hacen lo mismo.<\/p>\n Digamos que las bolas de pinball tienen que subir una rampa antes de terminar en una curva, excepto que la rampa est\u00e1 hecha de ondas de radio. Los electrones de delante van a viajar por una parte menos empinada de la onda que los de detr\u00e1s, lo que significa que van a llegar al final de la rampa con menos energ\u00eda que los de detr\u00e1s. El resultado es un\u00a0chirrido, una se\u00f1al cuya frecuencia aumenta (chirrido ascendente) o disminuye (chirrido descendente) con el tiempo. En este caso, aumenta. Y los pulsos l\u00e1ser pueden crear chirridos especialmente r\u00e1pidos.<\/p>\n Cuando se produjo el chirrido, el equipo de Emma comprimi\u00f3 el grupo de electrones dispar\u00e1ndolos a trav\u00e9s de una estructura similar a un carril en una m\u00e1quina de pinball que hace que la bola se desv\u00ede a izquierda y derecha. Es lo que se conoce como\u00a0chicane. La chicane de este experimento utilizaba imanes para obligar al haz a desviarse, y como los electrones de menor energ\u00eda son desviados por los imanes m\u00e1s que los de mayor energ\u00eda, los de menor energ\u00eda tienen que redondear m\u00e1s las curvas. Esto hace que viajen m\u00e1s y m\u00e1s lejos que los que tienen mayor energ\u00eda, pero siguen rezagados.<\/p>\n Lo que la chicane hace en \u00faltima instancia es dar a los electrones de alta energ\u00eda la oportunidad de alcanzarlos y comprimir todo el grupo. Pero aqu\u00ed, el experimento da un giro. Acortar un manojo de electrones requiere una mayor manipulaci\u00f3n, as\u00ed que el equipo pas\u00f3 a\u00a0un im\u00e1n ondulador, que utiliza filas de imanes dipolares que tienen campos magn\u00e9ticos cerrados que forman un bucle en ambos extremos. Estos imanes alternan la direcci\u00f3n del campo magn\u00e9tico general, moviendo los electrones de un lado a otro.<\/p>\n A continuaci\u00f3n, los investigadores utilizaron una luz l\u00e1ser de baja energ\u00eda para esculpir el haz de electrones. A medida que los electrones se mov\u00edan, intercambiaban energ\u00eda con la luz, con lo que se creaba un chirrido adicional en el centro. El ramillete continu\u00f3 por tres chicanes m\u00e1s en esta sofisticada m\u00e1quina de pinball, alternando entre aceleraci\u00f3n y compresi\u00f3n una y otra vez. El chirrido extra se hizo mucho m\u00e1s intenso y produjo un pulso con una cantidad de energ\u00eda que derrite la mente.<\/p>\n Y Emma no quiere detenerse ah\u00ed. \u201cHemos generado haces de 100 kiloamperios, ahora el siguiente paso es llegar a haces de megamperios\u201d, afirma en un comunicado de prensa. En su opini\u00f3n, este tipo de haces puede ser una fuente de luz potencial, adem\u00e1s de poder extraer part\u00edculas del aire para examinar la naturaleza del espacio vac\u00edo.<\/p>\n Sea cual sea el uso futuro de un haz de electrones tan potente, lo cierto es que juega muy bien al pinball.<\/p>\n Fuentes:<\/p>\n