Un equipo de investigación dirigido por físicos en LMU Munich informa un avance significativo en la aceleración de partículas impulsada por láser. Usando pequeñas perlas de plástico como objetivos, han producido racimos de protones que poseen características únicas, abriendo nuevas oportunidades para futuros estudios.

En sus experimentos, un equipo dirigido por físicos en LMU Munich disparó un poderoso pulso láser a una esfera de plástico del tamaño de un micrómetro, disparando un montón de protones del objetivo y acelerándolos a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. La distribución de la velocidad resultante es mucho más estrecha que la obtenida cuando se utilizan láminas metálicas delgadas como objetivos. El físico presenta ahora sus resultados de investigación en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza

En los últimos años se han producido avances notables en el desarrollo de un nuevo enfoque para la aceleración de partículas subatómicas. Esta estrategia hace uso de los intensos campos eléctricos asociados con pulsaciones, Rayos láser de alta energía para acelerar electrones y protones a velocidades 'relativistas' (es decir, velocidades cercanas a la de la luz). Hasta ahora, el disparo del láser se ha dirigido generalmente a una fina lámina de metal, generando y acelerando un plasma de electrones libres e iones cargados positivamente. Los físicos de LMU ahora han reemplazado el objetivo de la lámina por una microesfera de plástico con un diámetro de una millonésima parte de un metro. Estas perlas son tan pequeñas que no se pueden colocar de forma estable por medios mecánicos. En lugar de, los investigadores utilizan un campo eléctrico para levitar la partícula objetivo. Usando un circuito de retroalimentación, la cuenta levitada se puede atrapar con suficiente precisión para garantizar que no se desvíe del eje del haz. La trampa electromagnética fue diseñada y construida en el Departamento de Física Médica de LMU.

"El enfoque básico es análogo a las colisiones entre bolas de billar. En nuestro experimento, una de las bolas está hecha de luz y la otra es nuestro pequeño objetivo levitado, "explica Peter Hilz, quien dirigió los experimentos. Este novedoso enfoque de la generación de haces de protones hará factibles experimentos que hasta ahora estaban fuera de su alcance.