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Raios gama irão além dos limites da luz

Raios gama irão além dos limites da luz
Raios gama são ondas eletromagnéticas, como a luz visível ou os raios X, mas com uma energia muito maior. Quando uma luz laser é intensa o suficiente e todos os parâmetros estão corretos, as partículas presas (verde) convertem a energia do laser (superfícies em vermelho, laranja e amarelo) em cascatas de fótons de energia super alta (rosa).[Imagem: Arkady Gonoskov]

Raios gama

Uma nova técnica permitiu produzir feixes de raios gama com uma eficiência tal que a energia alcançada é bilhões de vezes mais alta do que a energia dos fótons da luz visível - como em um laser comum.

Esses feixes de raios gama de alta intensidade superam de longe todos os limites conhecidos, abrindo caminho para novos estudos fundamentais sobre a constituição da matéria.

"Superando 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," disse o professor Arkady Gonoskov, da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, que desenvolveu a técnica juntamente com colegas da Rússia e do Reino Unido.

Partículas e antipartículas

Normalmente, quando você dispara um pulso de laser em um objeto, todas as partículas de luz - os fótons - ricocheteiam e se dispersam.

O que Gonoskov descobriu é que, se a luz laser for intensa o suficiente e se todos os seus parâmetros estiverem devidamente ajustados, os fótons ficam aprisionados. Ao atingir o objeto, os fótons geram uma nuvem de partículas de matéria e de antimatéria, partículas estas que se comportam de uma maneira muito especial e incomum, comprovando a teoria de que a aniquilação de matéria e antimatéria pode criar um laser de raios gama.

"A nuvem de partículas presas converte a energia do laser em cascatas de fótons de alta energia com alta eficiência - um fenômeno que é muito bem-vindo. É uma coisa maravilhosa que os fótons dessa fonte possam ter uma energia tão alta," disse o professor Mattias Marklund.

Disparar e ver o que acontece

A descoberta é altamente relevante para os grandes laboratórios que usam lasers para estudar a matéria, e poderá ser utilizada nas fontes de energia de nova geração, como as do Centro Exawatt para Estudos Fotônicos Extremos, que está sendo construído na Rússia.

"Nós ainda não sabemos onde esses estudos nos levarão, mas sabemos que ainda há coisas a serem descobertas dentro da física nuclear, por exemplo novas fontes de energia. Com estudos fundamentais, você pode apontar para algo e acabar descobrindo outra coisa completamente diferente - que seja mais interessante e mais importante," disse Gonoskov.

Bibliografia:

Ultrabright GeV Photon Source via Controlled Electromagnetic Cascades in Laser-Dipole Waves
A. Gonoskov, A. Bashinov, S. Bastrakov, E. Efimenko, A. Ilderton, A. Kim, M. Marklund, I. Meyerov, A. Muraviev, A. Sergeev
Physical Review Letters
Vol.: 7, 041003
DOI: 10.1103/PhysRevX.7.041003




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