Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Osaka demostró cómo los rayos láser superpuestos múltiples son mejores para acelerar electrones a velocidades increíblemente rápidas, en comparación con un solo láser. Este método puede conducir a una generación de iones y rayos X más potente y eficiente para la astrofísica de laboratorio, investigación en terapia contra el cáncer, así como un camino hacia la fusión nuclear controlada.
La física de alta densidad de energía es un campo de estudio que se ocupa de condiciones mucho más cercanas a los momentos caóticos inmediatamente posteriores al Big Bang que los que se encuentran comúnmente en la Tierra. Sin embargo, ser capaz de producir y controlar haces de luz intensos, o muy rápido,mover electrones tiene muchos beneficios prácticos. Estos incluyen la capacidad de hacer rayos X muy brillantes necesarios para visualizar la deformación ultrarrápida de la materia, o realizar experimentos que imitan las condiciones cosmológicas cerca de la superficie de una estrella.
Sin embargo, a menudo es difícil seguir acelerando eficientemente los haces de electrones con rayos láser intensos debido a las complejas interacciones entre el láser y los electrones. Anteriormente, se requerían ópticas muy caras u objetivos con dibujos para transferir la energía del láser a la energía del haz de electrones.En un nuevo estudio, los investigadores de la Universidad de Osaka mostraron cómo dividir el haz láser en cuatro haces coherentes más pequeños, llamados haces, permite que se transfiera más energía a los electrones. Esto se logró mediante la creación de patrones de interferencia de luz específicos que mantienen a los electrones en el camino.
"Al igual que las ondas superpuestas en el estanque pueden crear estructuras de onda complejas, podemos usar cuatro haces de láser para controlar con precisión el entorno para acelerar mejor los electrones", explica el primer autor Morace. Descubrieron que la irradiación simultánea de múltiples rayos láser en unel punto único permite una aceleración de partículas altamente eficiente impulsada por láser. El uso de patrones de interferencia de luz en lugar de objetivos físicos permite un mejor control y una mayor transferencia de energía.
El equipo ve esto como solo el comienzo de la nueva técnica. "Esta investigación muestra cómo se pueden desarrollar nuevos sistemas láser de alto rendimiento que utilicen el acoplamiento de haces múltiples", dice el autor principal Kodama. "Esto significa que el método puede prontoaparecer en departamentos de biología o plantas de energía de fusión "
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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