Diseñan experimento para convertir la luz en materia

Sería una demostración tangible de la famosa ecuación E = mc^2 de Einstein.

Se podría manipular el plasma para que colisione con fotones y produzca materia, según físicos que realizaron simulaciones para explorar las aplicaciones prácticas de una ecuación de fama mundial.

La ecuación que funciona aquí es la E = mc^2 de Einstein, que establece una relación entre energía y masa; específicamente, la ecuación sostiene que la energía y la masa son equivalentes cuando esta última se multiplica por la velocidad de la luz al cuadrado.

Un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Osaka y la UC San Diego simuló recientemente las colisiones de fotones utilizando láseres; sus resultados sugieren que las colisiones producirían pares de electrones y positrones.

Los positrones (la antipartícula del electrón) podrían entonces ser acelerados por el campo eléctrico del láser para producir un haz de positrones.

“Creemos que nuestra propuesta es experimentalmente factible y esperamos su implementación en el mundo real“, dijo Alexey Arefiev, físico de UC San Diego y coautor del artículo, en un comunicado de la Universidad de Osaka.

La configuración experimental es posible, añade el comunicado, con las intensidades de láser que existen actualmente.

Los investigadores utilizaron simulaciones para probar posibles configuraciones experimentales y encontraron una convincente.

El colisionador fotón-fotón utiliza el proceso Breit-Wheeler para producir materia, lo que significa que aniquila los rayos gamma para producir pares electrón-positrón.

En los confines distantes del cosmos existe cierta física extrema (lugares donde nacen y mueren estrellas y donde el tiempo se detiene).

En 2021, un equipo diferente de investigadores sugirió que los núcleos de las estrellas de neutrones, etapas finales extremadamente densas de la vida estelar, podrían ser un lugar para una dinámica similar, mediante la cual las partículas de materia oscura podrían convertirse en fotones.

Las estrellas de neutrones que giran se llaman púlsares y su entorno de alta energía es donde se puede generar materia a partir de la luz.

Según la NASA, los púlsares pueden girar miles de veces por segundo, emitir rayos gamma y tener algunos de los campos magnéticos más fuertes conocidos.

Los púlsares también son herramientas útiles para medir ondas gravitacionales en el espacio.

A principios de este año, cinco colaboraciones diferentes de matrices de sincronización de púlsares encontraron lo que sospechan es la primera mirada al fondo de las ondas gravitacionales: básicamente, los murmullos continuos de ondas gravitacionales que ondulan el espacio-tiempo en un nivel casi imperceptible.

Aunque es difícil observar los entresijos de los púlsares desde lejos, los físicos pueden intentar simularlos.

“Esta investigación muestra una forma potencial de explorar los misterios del universo en un laboratorio”, dijo Vyacheslav Lukin, director de programa de la Fundación Nacional de Ciencias, que apoyó la reciente investigación.

“Las posibilidades futuras de las instalaciones láser de alta potencia actuales y futuras se han vuelto aún más intrigantes“.

El experimento podría proporcionar una manera de observar la composición del universo, acercando mucho más a casa algunas físicas lejanas.

Pero para que eso suceda, será necesario construir un experimento.

Fuente: APS