Los investigadores han desarrollado una nueva técnica para medir mejor la luz especial de "terahercios". Esta luz viaja en ondas más largas que la luz infrarroja que está más allá de lo que percibe el ojo humano. La nueva técnica de muestreo conserva las correlaciones entre la posición y el tiempo en un pulso de luz de terahercios. La técnica permite a los investigadores medir la forma de "balas de luz" de terahercios, destellos de luz enfocados que son tan anchos como largos. Esto ayuda a los investigadores a aprender cómo pueden usar pulsos de terahercios para mejorar los aceleradores de partículas. Los aceleradores de partículas ayudan a los científicos a examinar nuevos materiales, proteínas e incluso los componentes básicos de nuestro universo, y los aceleradores mejorados ayudarían al avance de la industria, la medicina y la investigación científica.

Las instalaciones modernas de aceleradores de partículas pueden ser enormes. La tecnología de terahercios puede ofrecer un camino para miniaturizarlos. Por ejemplo, el acelerador de protones en la fuente de neutrones por espalación, una instalación de usuarios del Departamento de Energía, tiene tres campos de fútbol de largo. Usando luz de terahercios, las partículas podrían alcanzar la misma energía en menos de la longitud de una zona de anotación. Tal miniaturización podría ayudar a las instalaciones a alcanzar energías más altas para nuevos descubrimientos científicos. Esto requerirá que los científicos aprendan más sobre las características y el comportamiento de la luz de terahercios. Esta nueva técnica de medición ayudará a hacer posibles estos futuros aceleradores más pequeños.

Los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, sede de la instalación de usuarios de la fuente de neutrones de espalación, están investigando cómo producir y utilizar la luz de terahercios para permitir que los aceleradores de partículas utilicen la tecnología de terahercios. Hacer balas de luz de terahercios con láseres intensos es un método prometedor porque la energía de terahercios está fuertemente concentrada, creando campos de aceleración muy altos. Mediante el desarrollo de una nueva técnica de medición, los investigadores han descubierto que cuando se enfoca en su objetivo, esta luz de terahercios cambia de forma, lo que posiblemente afecte el rendimiento del acelerador de partículas.

Las balas de luz de terahercios cambian de forma porque están formadas por muchas frecuencias de terahercios, de forma similar a como la luz blanca está formada por diferentes frecuencias o colores visibles. Al igual que los colores de la luz blanca pueden separarse para formar un arcoíris, los colores de esta luz de terahercios pueden separarse entre sí cuando se enfocan en un objetivo. Si no se tiene en cuenta, esta separación conduce a imperfecciones en la forma de la luz y la hace menos concentrada, lo que podría resultar en una aceleración de partículas más débil. Sin embargo, al usar este nuevo método de muestreo electroóptico en combinación con herramientas de modelado, estas imperfecciones se pueden medir y usar en el diseño de nuevas ópticas para corregir la forma de terahercios. Con un diseño óptico inteligente, incluso puede ser posible mejorar la forma de terahercios y mejorar la aceleración de partículas.

La investigación fue publicada en Physical Review A . + Explora más

Pequeño acelerador doble que recicla energía