Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Osaka mostró cómo múltiples rayos láser superpuestos 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 astrofísica de laboratorio, investigación de la terapia del cáncer, así como un camino hacia la fusión nuclear controlada.

La física de densidad de alta 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 electrones de movimiento muy rápido, tiene muchos beneficios prácticos. Estos incluyen la capacidad de producir rayos X muy brillantes necesarios para visualizar la deformación ultrarrápida de la materia, o realizar experimentos que imiten las condiciones cosmológicas cerca de la superficie de una estrella.

Sin embargo, A menudo es complicado seguir acelerando eficientemente los rayos de electrones con rayos láser intensos debido a las complejas interacciones entre el láser y los electrones. Previamente, Para transferir la energía láser a la energía del haz de electrones se necesitaban ópticas muy caras o objetivos con patrones. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Osaka mostraron cómo dividir el rayo láser en cuatro rayos coherentes más pequeños, llamados vigas, 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 la pista.

"Al igual que las ondas superpuestas en un estanque pueden crear estructuras de ondas complejas, Podemos usar cuatro rayos 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 un solo punto permite una aceleración de partículas impulsada por láser altamente eficiente. 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 cuán nuevo, Se pueden desarrollar sistemas de láseres de alto rendimiento que utilizan acoplamiento de haces múltiples, ", dice el autor principal Kodama. Esto significa que el método puede aparecer pronto en los departamentos de biología o en las plantas de energía de fusión".