Coloque una partícula cargada en un campo electromagnético y la partícula se acelerará y emitirá radiación. Típicamente, la radiación emitida tiene poco efecto sobre el movimiento de la partícula. Sin embargo, si la aceleración es extremadamente grande, como es el caso de los electrones o positrones de alta energía en campos electromagnéticos fuertes, la radiación emitida ralentizará drásticamente la partícula. El efecto, conocida como reacción de radiación, ha sido reconocida desde principios del siglo XX, y es relevante en varias ramas de la física, desde la física del acelerador hasta la astrofísica. Pero hasta ahora ha sido difícil precisar las matemáticas que mejor describen el fenómeno. En un artículo publicado recientemente en Revisión física D , la colaboración NA63 informa de un estudio de alta precisión del fenómeno que muestra que una ecuación propuesta hace mucho tiempo hace el trabajo notablemente bien.

El equipo de NA63 ha investigado previamente la reacción de radiación disparando un haz de positrones de alta energía desde el Sincrotrón Super Proton a un cristal de silicio. El fenómeno también se ha estudiado al chocar un rayo láser de alta intensidad con un rayo de electrones de alta energía. Sin embargo, Estos dos tipos de estudios se llevaron a cabo en un régimen en el que los efectos cuánticos eran dominantes, y los experimentos basados ​​en láser también utilizaron muestras de datos relativamente pequeñas con grandes fluctuaciones de datos, todo lo cual impidió un estudio de alta precisión del efecto.

Ingrese al último estudio NA63. Dirigiendo un haz de partículas cargadas de alta energía (electrones o positrones) desde el Sincrotrón Super Proton hacia varios cristales (de silicio o diamante) de diferente espesor, un cristal a la vez y con diferentes ángulos en los que el rayo golpea el cristal, El equipo de NA63 logró estudiar con gran precisión la reacción de radiación de las partículas cargadas en el fuerte campo electromagnético del cristal. En todos los casos, los investigadores midieron el espectro de energía de los fotones emitidos por las partículas cargadas, es decir, midieron cómo variaba el número de fotones emitidos por las partículas cargadas con la energía del fotón.

Descubrieron que todos los espectros de energía medidos concuerdan notablemente con las predicciones basadas en la ecuación de Landau-Lifshitz que describe la dinámica de las partículas cargadas en un campo electromagnético fuerte si estas predicciones también incluyen pequeños cambios de los efectos cuánticos.

"Esta ecuación clásica se propuso en la década de 1950 para tener en cuenta el efecto de la reacción de radiación, ", dijo el portavoz de NA63 Ulrik Uggerhøj." Nuestro nuevo estudio ha investigado por primera vez el régimen experimental en el que el efecto es dominante, y demostró que la ecuación parece describir bien este régimen ".