Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers y la Universidad de Gotemburgo, Suecia, han propuesto una forma de crear una fuente de radiación completamente nueva. Los pulsos de luz ultra intensos consisten en el movimiento de una sola onda y pueden describirse como un tsunami de luz. La onda fuerte se puede utilizar para estudiar las interacciones entre la materia y la luz de una manera única.

"Esta fuente de radiación nos permite mirar la realidad desde un nuevo ángulo:es como girar un espejo y descubrir algo completamente diferente, "dice Illia Thiele, físico teórico de la Universidad Tecnológica de Chalmers.

Junto con el Dr. Evangelos Siminos de la Universidad de Gotemburgo, y Tünde Fülöp, Profesor de Física en Chalmers, Illia Thiele ha presentado un método teórico para crear el movimiento de onda única más rápido posible. Este tipo de radiación aún no se ha observado en el universo ni siquiera en el laboratorio.

La fuente de radiación es interesante para comprender las propiedades de los materiales. Dado que ofrece una conmutación ultrarrápida de interacciones de materia ligera, puede ser útil en la ciencia de los materiales o en la investigación relacionada con los sensores, por ejemplo. Es más, se puede utilizar como impulsor de otros tipos de radiación y para superar los límites de lo corto que podría ser un pulso de luz.

"Un pulso ultra intenso es como un gran tsunami de luz. La onda puede sacar un electrón de un átomo, acelerándolo a casi la velocidad de la luz, creando estados cuánticos exóticos. Este es el cambio más rápido y potente posible, y allana el camino para los avances en la investigación fundamental, "dice el Dr. Illia Thiele.

Los nuevos pulsos se pueden utilizar para sondear y controlar la materia de formas únicas. Mientras que otros pulsos de luz con múltiples períodos de onda imponen cambios en las propiedades del material gradualmente, los pulsos con un solo período de onda fuerte provocan reacciones repentinas e inesperadas. Investigadores de todo el mundo han intentado crear esta fuente de radiación, ya que es de gran interés para las comunidades científicas dentro de la física y la ciencia de los materiales.

"Ahora, esperamos poder llevar nuestra configuración teórica al laboratorio. Nuestro método podría ayudar a cerrar las brechas existentes en el panorama científico de las fuentes de luz, "dice Tünde Fülöp.

El papel, "Generación impulsada por haz de electrones de pulsos de subciclo relativistas aislados sintonizables en frecuencia" se publica en Cartas de revisión física .

El nuevo método para crear pulsos de luz ultraintensos

Los investigadores proponen un método para la generación de pulsos de luz ultra intensos que contienen menos de una sola oscilación del campo electromagnético. Estos llamados pulsos de subciclo se pueden utilizar para sondear y controlar la materia de formas únicas. Los métodos convencionales solo pueden producir pulsos de subciclo de intensidad de campo limitada:por encima de un cierto umbral, el medio amplificador sería ionizado por los campos intensos. Los investigadores proponen utilizar un haz de electrones en un plasma, que no está sujeto a un umbral de daño, como medio amplificador de un pulso electromagnético de semillas.

Para asegurar que la energía se transfiera del haz de electrones al pulso de tal manera que se produzca un pulso de subciclo, el haz debe introducirse en una fase apropiada de la oscilación del campo electromagnético. Esto se puede lograr usando un espejo para reflejar el pulso de semilla mientras se inyecta el haz de electrones. Este escenario conduce a una amplificación significativa del pulso de la semilla y la formación de una intensa, aislado, pulso de subciclo. Los pulsos de semilla de terahercios fácilmente disponibles y los racimos de electrones de los aceleradores de plasma láser podrían generar pulsos de subciclo de infrarrojo medio con energías de nivel de milijulios, que son muy deseables como sondas de materia pero no se pueden producir con fuentes convencionales.