Os pesquisadores descobriram uma nova maneira de produzir feixes de fótons de alta energia. O novo método possibilita a produção destes raios gama de forma altamente eficiente, em comparação com a técnica de hoje. A energia obtida é um bilhão de vezes maior que a energia dos fótons na luz visível. Esses raios gama de alta intensidade excedem significativamente todos os limites conhecidos e abrem caminho para novos estudos fundamentais.
"Quando superamos o limite do que é atualmente possível, podemos ver mais profundamente os elementos básicos da natureza. Podemos mergulhar na parte mais profunda dos núcleos atômicos", diz Arkady Gonoskov, pesquisador do Departamento de Física da Universidade Chalmers de Tecnologia.
Os resultados foram publicados recentemente no jornal Physical Review X. O novo método é resultado de uma colaboração entre a Universidade Chalmers de Tecnologia na Suécia, o Instituto de Física Aplicada e a Universidade Lobachevsky na Rússia e a Universidade de Plymouth, no Reino Unido. Físicos em diferentes campos, bem como cientistas da computação, conseguiram avaliar modelos numéricos e estimativas analíticas para simular esses raios gama ultra-fortes de uma maneira nova e de alguma forma inesperada.
Em casos normais, se você disparar um pulso laser em um objeto, todas as partículas se dispersam. Mas se a luz laser é intensa o suficiente e todos os parâmetros estiverem corretos, os pesquisadores descobriram que as partículas ficão presas. Eles formam uma nuvem onde partículas de matéria e antimatéria são criadas e começam a se comportar de uma maneira muito especial e incomum.
"A nuvem de partículas presas converte eficientemente a energia do laser em cascatas de fótons de alta energia. É incrível que os fótons desta fonte possam ser de tão alta energia", diz Mattias Marklund, professora da Departamento de Física em Chalmers.
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| Quando a luz laser é intensa o suficiente e todos os parâmetros são corretos, as partículas presas (verde) podem converter eficientemente a energia do laser (superfícies em vermelho, laranja e amarelo) em cascatas de fótons de energia super alta (rosa). |
A descoberta é altamente relevante para as futuras instalações de laser em grande escala que estão em desenvolvimento agora. As fontes de luz mais intensas da Terra serão produzidas em tais instalações de pesquisa - tão grandes quanto os campos de futebol.
"Nosso conceito já faz parte do programa experimental proposto para uma dessas instalações: o Centro Exawatt para Estudos de Luz Extrema na Rússia. Ainda não sabemos onde esses estudos nos guiarão, mas sabemos que ainda há coisas a serem descobertas dentro física nuclear, por exemplo, novas fontes de energia. Com estudos fundamentais, você pode apontar para algo e acabar descobrindo algo completamente diferente - o que é mais interessante e importante ", diz Arkady Gonoskov.
Fonte: Space Daily
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