Los láseres chinos superpoderosos pronto podrían abrir el vacío en bruto


(Crédito de la imagen: Michal Steflovic | Shutterstock.com)

Los físicos se están acercando a la construcción de láseres lo suficientemente potentes como para extraer materia del vacío.

Según un informe un equipo de científicos chinos se está preparando para comenzar la construcción este año de un láser de 100 petavatios en Shanghai conocido como la Estación de Luz Extrema, o SEL. Eso los coloca al frente de un amplio campo de científicos de todo el mundo que están trabajando para realizar una predicción publicada en la revista Physical Review Letters en 2010 por un equipo de físicos estadounidenses y franceses de que un láser suficientemente potente podría hacer que los electrones aparezcan fuera del vacío.

Puede parecer extraño imaginar que los electrones podrían aparecer fuera del espacio vacío. Pero tiene mucho más sentido a la luz de una extraña afirmación de la electrodinámica cuántica: el espacio "vacío" no está vacío en absoluto, sino que está formado por pares densamente empaquetados de materia y antimateria. Esos pares llenan estrechamente los vacíos entre todo, los estados de electrodinámica cuántica, simplemente no interactúan de ninguna manera notable con el resto del universo, porque se cancelan entre sí. 

Por lo tanto, es más fácil considerar que el láser chino no creará materia tanto como hará que entre en el mundo que los humanos pueden percibir. Sus poderosos pulsos de energía harán que los electrones se separen de sus gemelos de antimateria, positrones, de maneras que los investigadores pueden detectar.

Sin embargo, construir un láser lo suficientemente potente como para hacer esto es un desafío técnico difícil (y costoso). Cien petavatios, como informó Science, es aproximadamente 10,000 veces más energía que la que hay en todas las redes eléctricas del mundo combinadas.

Un láser chino más pequeño, el Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility, podría alcanzar los 10 petavatios para fines de este año. (Eso es 1.000 veces la potencia de todas las redes del mundo). Entonces, ¿cómo pueden los láseres alcanzar estos enormes niveles de potencia?

Como explicaron los autores del informe en la revista Science, el poder es una función de dos cosas: la energía y el tiempo. Libere un julio de energía en el transcurso de 1 segundo,y eso es 1 vatio. Suelte un julio en el transcurso de 1 hora,y eso es solo 0.28 milivatios (28 centésimas milésimas de vatio). Pero suelte ese julio en solo 1 millonésima de segundo,y eso es 1 millón de vatios, o 1 megavatio.

Todos los láseres superpoderosos dependen de una manera u otra de liberar grandes cantidades de energía durante cortos períodos de tiempo, amplificarla y doblar los haces de tal manera que toda esa energía llegue a su objetivo en el transcurso de un período de tiempo aún más corto, informó el artículo de Science.

Para 2023, el SEL podría alcanzar objetivos de solo 3 micrómetros (3 millonésimas de metro, o el ancho de una bacteria E. coli) con 100 petavatios de potencia, según el informe en Science.

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