Vista esquemática de la implosión de una burbuja, que es una imagen imaginada que muestra todos los eventos principales integrados, es decir., iluminación láser, propagación de electrones calientes, implosión y destello de protones. Crédito:M. Murakami
La tecnología de compresión de pulso láser inventada a fines de la década de 1980 resultó en alta potencia, técnicas de láser de pulso corto, mejorando la intensidad del láser 10 millones de veces en un cuarto de siglo.
Los científicos de la Universidad de Osaka descubrieron un nuevo mecanismo de aceleración de partículas que describen como una implosión de microburbujas, en el que se emiten iones de hidrógeno de muy alta energía (protones relativistas) en el momento en que las burbujas se encogen hasta alcanzar un tamaño atómico mediante la irradiación de hidruros con burbujas esféricas del tamaño de una micra mediante pulsos de láser ultraintensos. Los resultados de su investigación se publicaron en Informes científicos .
El grupo dirigido por Masakatsu Murakami ha informado de un fenómeno físico asombroso:cuando la materia se encoge a una densidad sin precedentes, comparable a una masa del tamaño de un terrón de azúcar que pesa más de 100 kilogramos, se emiten protones de alta energía desde los cúmulos de nanoescala cargados positivamente, una primicia mundial. Generalmente, Se necesita una distancia de aceleración de varias decenas a cientos de metros para que los aceleradores convencionales generen una energía tan enorme.
En una implosión de microburbujas, ocurre un fenómeno único en el que los iones (partículas cargadas) convergen en un solo punto en el espacio a la mitad de la velocidad de la luz. Este fenómeno, que parece lo opuesto al Big Bang, es esencialmente diferente de cualquier principio de aceleración previamente descubierto o propuesto.
Un nano-pulsar:implosiones y explosiones repetidas para emitir protones energéticos. Crédito:M. Murakami
Este nuevo concepto aclarará la física espacial desconocida de grandes escalas de tiempo y espacio, como los orígenes de los protones de alta energía en las estrellas y distribuidos en el espacio. Además, como una fuente compacta de radiación de neutrones a través de la fusión nuclear, este concepto se utilizará en una variedad de aplicaciones en el tratamiento médico y la industria en el futuro, como la radioterapia de protones para tratar el cáncer, el desarrollo de nueva energía con fusión nuclear láser, fotos transversales para el desarrollo de pilas de combustible, y desarrollo de nuevas sustancias.
