Simulaciones por ordenador muestran que es posible crear haces de rayos

Investigadores de la Universidad de Texas han encontrado una posible manera de crear haces de rayos gamma mediante el disparo de un rayo láser hacia un trozo de plástico, mediante la simulación por ordenador. Los investigadores describieron su trabajo en un artículo publicado en Cartas Physical Review, y manifestaron que este hallazgo podría conducir a la creación de intensos haces de rayos gamma.

La creación de haces de rayos gamma bajo demanda sería de mucha utilidad para el uso en diversos tipos de aplicaciones, tanto académicos como en productos de investigación de la fusión nuclear para uso médico o el estudio de la física fundamental, sin embargo, hasta la fecha, los esfuerzos para crearlo han dejado mucho que desear.

Esos esfuerzos han implicado generalmente la combinación de electrones y láser, pero para hacer un rayo gamma verdaderamente útil se requeriría el láser más potente que existe actualmente. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han adoptado un enfoque diferente, dispararon un rayo láser a una pieza de plástico, lo que resultó en la creación de plasma consistente en iones y electrones.

En su simulación, el láser entonces empuja hacia adelante el plasma, lo que da lugar a la creación de un campo magnético fuerte, que a su vez acelera mucho más los electrones, pero no en línea recta. El movimiento de los electrones genera radiación de sincrotrón de fotones de rayos gamma que se mueven hacia atrás, hacia la dirección del láser.

El equipo informa de que, en principio, su enfoque funciona, pero señalan que podría necesitar algunos ajustes en un experimento en el mundo real. Encontraron que a medida que el pulso de láser abrió su camino en el plástico, este se volvió inestable, lo que resulta en un haz inestable de fotones de rayos gamma. Para solucionar ese problema, intentaron variando el tamaño y la forma del plástico y encontraron que en la forma de un canal redondo hace que el pulso de láser permanezca en curso, lo que resulta en un haz limpio deseado.

Los investigadores no pueden decir con certeza si lo que han simulado funcionaría como se prevé en el mundo real, sino que están a la espera de un equipo de físicos experimentales, (físicos aplicados) para darles el reto. Si tienen éxito, el haz que crearían sería bastante intenso, con lo cual proporcionarían una nueva herramienta para aplicaciones prácticas y proyectos de investigación en física.