En un experimento reciente en la Universidad de Nebraska-Lincoln, los electrones de plasma en los caminos de intensos pulsos de luz láser se aceleraron casi instantáneamente cerca de la velocidad de la luz.
El profesor de física Donald Umstadter, quien dirigió la investigación, dijo que la nueva aplicación podría llamarse acertadamente un "cohete óptico" debido a la tremenda cantidad de fuerza que ejerció la luz en el experimento. Los electrones fueron sometidos a una fuerza de casi un billónbillones de veces mayor que la que siente un astronauta lanzado al espacio.
"Esta aplicación nueva y única de luz intensa puede mejorar el rendimiento de los aceleradores de electrones compactos", dijo. "Pero el aspecto científico nuevo y más general de nuestros resultados es que la aplicación de la fuerza de la luz resultó en la aceleración directa deimportar."
El cohete óptico es el último ejemplo de cómo las fuerzas ejercidas por la luz pueden usarse como herramientas, dijo Umstadter.
La luz de intensidad normal ejerce una pequeña fuerza cada vez que se refleja, se dispersa o se absorbe. Una aplicación propuesta de esta fuerza es una "vela ligera" que podría usarse para propulsar naves espaciales. Sin embargo, debido a que la fuerza de la luz es extremadamente pequeña en este caso,necesitaría ejercerse continuamente durante años para que la nave espacial alcance una alta velocidad.
Otro tipo de fuerza surge cuando la luz tiene un gradiente de intensidad. Una aplicación de esta fuerza de la luz es una "pinza óptica" que se utiliza para manipular objetos microscópicos. Aquí nuevamente, la fuerza es extremadamente pequeña.
En el experimento de Nebraska, los pulsos de láser se enfocaron en plasma. Cuando los electrones en el plasma fueron expulsados de los caminos de los pulsos de luz por sus fuerzas de gradiente, las ondas de plasma se activaron al despertar los pulsos, y se permitió que los electronescapta las ondas de wakefield, lo que aceleró aún más los electrones a la energía ultra-relativista. La nueva aplicación de luz intensa proporciona un medio para controlar la fase inicial de la aceleración de wakefield y mejorar el rendimiento de una nueva generación de aceleradores de electrones compactos, que se espera queallanar el camino para una gama de aplicaciones que anteriormente no eran prácticas debido al enorme tamaño de los aceleradores convencionales.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nebraska-Lincoln . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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