Un físico ha diseñado un modelo matemático para un láser de rayos gamma que podría utilizar antimateria; y sus cálculos demuestran que es factible.

Allen Mills, físico de la University of California Riverside ha realizado una simulación del funcionamiento de un láser de rayos gamma, usando positronio, partículas que poseen un electrón y su antimateria con carga positiva: el positrón.

Para crear un rayo láser de rayos gamma, el positronio debe estar en un estado llamado condensado de Bose-Einstein, una colección de átomos de positronio en el mismo estado cuántico, lo que permite más interacciones y radiación gamma. Tal condensado es el ingrediente clave de un láser de rayos gamma.

Mills dijo en un comunicado:

Mis cálculos muestran que una burbuja en helio líquido que contiene un millón de átomos de positronio tendría una densidad numérica seis veces mayor que la del aire ordinario y existiría como un condensado de materia y antimateria Bose-Einstein”.

Allen Mills es profesor en el Departamento de Física y Astronomía de UC Riverside. Crédito: I. Pittalwala, UC Riverside.

Uno de los mayores desafíos de la física moderna

Si el modelo matemático puede demostrarse de forma práctica, entonces Mills podría haber hallado solución a uno de los llamados mayores desafíos de la física moderna.

Pero debemos entender primero qué es un láser. Láser es la amplificación de luz por emisión estimulada de radiación.

Para crear un rayo láser se debe estimular los electrones de un material en particular para que emita las mismas longitudes de onda de luz, y brindándoles un impulso de energía, que permite que sus crestas y ondas se alineen perfectamente (coherencia).

Esta coherencia evita que las ondas no interfieran entre sí, obteniendo un haz de luz concentrada que puede atravesar largas distancias.

Amplificador de rayos láser. Crédito: P.Stroppa / CEA

Rayo láser de antimateria

Aunque se han realizado importantes innovaciones a los láseres desde hace muchas décadas, el más reciente enfoque de Mills al incorporar partículas de positronio que emiten luz con helio, repeliendo el par exótico electrón-positrón y formando un grupo denso y estable que se convierte en la base de un condensado.

El siguiente paso de Mills será realizar ensayos en su laboratorio UC Riverside; sin embargo antes debe considerar generar cantidades suficientes de esta forma exótica de materia, lo que será un desafío.

Las aplicaciones de los láser de rayos gamma son múltiples, principalmente brindaría una resolución sin precedentes en una nueva forma de tecnología de imágenes, de propulsión, y algo un poco más descabellado: generar un agujero negro en el laboratorio.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Physical Review A.

Fuente: EurekAlert

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