Bajo condiciones adecuadas que implican un haz láser de intensidad ultra alta y un acelerador de partículas de 3,2 km de longitud, podría ser posible crear algo a partir de la nada, según afirman investigadores de la Universidad de Michigan. Científicos e ingenieros han desarrollado nuevas ecuaciones que muestran que, un haz de electrones de alta energía combinado con un pulso láser intenso podría desgranar el vacío en sus dos componentes fundamentales de materia y antimateria, y desencadenar una cascada de acontecimientos que genera pares adicionales de partículas y antipartículas.
Ahora podemos calcular como a partir de un solo electrón, se pueden producir varios cientos de partículas. Creemos que esto sucede en la naturaleza en las proximidades de los púlsares y estrellas de neutrones, ha manifestado Igor Sokolov científico investigador en ingeniería, que ha realizado el presente trabajo junto con el investigador asociado John Nees, el profesor emérito de ingeniería eléctrica Gerard Mourou y sus colegas, en Francia.
En el corazón de este trabajo existe la idea de que el vacío no es exactamente nada.
Es mejor decir siguiendo al físico teórico Paul Dirac, que el vacío o la nada es la combinación de materia y antimateria, partículas y antipartículas. Su densidad es enorme, pero no podemos percibir ninguna de ellas porque sus efectos observables se anulan entre si, manifestó Sokolov.
La materia y la antimateria se destruyen mutuamente cuando entran en contacto en condiciones normales.
Pero en el seno de un campo electromagnético fuerte, esta aniquilación que típicamente resulta ser un mecanismo disipador, puede constituir la fuente de nuevas partículas. En el curso de la aniquilación, aparecen fotones gamma, los cuales pueden producir electrones y protones adicionales, afirma Nees.
Un fotón gamma es una partícula de luz de alta energía. Un positrón es un antielectrón, una partícula especular con las mismas propiedades que el electrón, pero con carga opuesta, positiva.
Los investigadores describen este trabajo como un gran avance teórico y un salto cualitativo en la teoría.
Un experimento a finales de los 90 logró generar a partir del vacío, fotones gamma y un par electrón-positrón. Estas nuevas ecuaciones, proporcionan a este trabajo, un paso más al modelo acerca de cómo un campo de láser energético podría promover la creación de más partículas de las que se inyectan inicialmente, en un experimento realizado en un acelerador de partículas.
Si los electrones tiene la capacidad para convertirse en tres partículas en un breve espacio de tiempo, significa que deja de ser electrón pasado ese tiempo. La teoría del electrón se basa en el hecho de que será un electrón para siempre. Pero en nuestros cálculos cada una de las partículas cargadas se convierte en una combinación de tres partículas mas un cierto número de fotones agregó Sokolov.
Los investigadores han desarrollado una herramienta para poner en práctica sus ecuaciones en el futuro, a escala muy pequeña mediante el láser HERCULES en la Universidad de Michigan. Para verificar el potencial completo de su teoría, un láser tipo HERCULES tendría que construirse en un acelerador de partículas como el SLAC National Accelerator Laboratory en la Universidad de Standford. Pero esta infraestructura aún no está prevista.
Los investigadores afirman que, este trabajo podría potencialmente tener aplicaciones en la Fusión por Confinamiento Inercial, el cual permitiría producir una energía más limpia que las reacciones de fusión nuclear.
Para Sokolov, resulta fascinante desde una perspectiva puramente filosófica.
Y añadió, la pregunta básica es ¿qué es el vacío?, y lo que no es nada va más allá de la ciencia, está profundamente arraigado en la base no solo de la física teórica, sino en nuestra percepción filosófica de todas las cosas, de la realidad, de la vida, incluso de la cuestión religiosa de que el mundo podría haber surgido de la nada.
Un artículo sobre este trabajo ha sido publicado en Physical Review Letters.
Sokolov es un científico investigador del Space Physics Research Laboratory (Laboratorio de Investigación de Física Espacial del Department of Atmospheric, Oceanic and Space Sciences (Departamento de la Atmósfera, Océanos y Ciencias del Espacio). Nees es un científico investigador asociado adjunto al Department of Electrical Engineering and Computer Science. (Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación). Mourou es el A.D. Moore Distinguished University Professor Emeritus of Electrical Engineering (Profesor Emérito Distinguido A. D. Moore de Ingeniería Eléctrica) quien está actualmente con el Institut de la Lumiere Extreme en Francia. También contribuyó Natalia M. Naumova con el Laboratoire d’Optique Appliquee en Francia.
Esta investigación ha sido parcialmente financiada por el Dpto de Energía.
Fuente: University of Michigan
