Acelerador compacto de partículas: de kilómetros de longitud a sobremesa

Láser BELLA
Foto: ROY KALTSCHMIDT
Actualizado: martes, 9 diciembre 2014 11:58

MADRID, 9 Dic. (EUROPA PRESS) -

   Usando uno de los láseres más potentes del mundo, investigadores han acelerado partículas subatómicas hasta alcanzar las energías más altas registradas nunca con un acelerador compacto.

   El equipo del Laboratorio Lawrence Berkeley de Estados Unidos, utiliza un láser especializado de un petavatio y plasma para obtener lograr la aceleración de partículas. La configuración se conoce como un acelerador láser-plasma, una clase que los físicos creen que permitirá transformar los aceleradores tradicionales de kilómetros de largo a máquinas que pueden caber en una mesa.

   Los investigadores aceleraron las partículas - electrones en este caso - en el interior de un tubo largo de nueve centímetros de plasma. La velocidad corresponde a una energía de 4,25 voltios gigaelectrón voltios. La aceleración a una distancia tan corta corresponde a un gradiente de energía 1.000 veces mayor que los aceleradores de partículas tradicionales, y marca un récord mundial de energía en aceleradores láser-plasma.

   "Este resultado requiere un control exquisito sobre el láser y el plasma," dice Wim Leemans, director de la División de Tecnología de Aceleración y Física Aplicada de Berkeley Lab y autor principal del artículo. Los resultados se publican en Physical Review Letters.

   Los aceleradores de partículas tradicionales, como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, que tiene 27 kilómetros de circunferencia, aceleran partículas mediante la modulación de campos eléctricos en el interior de una cavidad de metal. Es una técnica que tiene un límite de unos 100 megaelectrón voltios por metro antes de que el metal se rompa.

COMO UN SURFISTA

   Los aceleradores láser-plasma tienen un enfoque completamente diferente. En el caso de este experimento, un pulso de luz láser se inyecta en un tubo corto y delgado que contiene plasma. El láser crea un canal a través del plasma, así como ondas que atrapan electrones libres y los aceleran a altas energías. Es similar a la forma en que un surfista gana velocidad rozando una ola.

   Las energías récord se lograron con la ayuda de BELLA (Berkeley Lab Acelerador Láser), uno de los láseres más potentes del mundo. BELLA, que produce un cuatrillón de vatios de potencia (un petavatio), comenzó su actividad el año pasado.

@CIENCIAPLUS