Los lásers proporcionan una bonanza de antimateria
Escrito por Kanijo en Física, Tecnología
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| Fuente de antimateria. Hui Chen del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore ajusta el equipo dentro de una cámara de vacío en la instalación láser Júpiter Livermore. Ella y sus colegas usaron el láser Titán de Júpiter para producir la mayor densidad de antimateria creada jamás en el laboratorio. |
Un equipo de investigación usó lásers para producir más positrones (anti-electrones) dentro de un sólido que ningún otro experimento anterior, de acuerdo con los investigadores implicados. En el ejemplar del 13 de marzo de Physical Review Letters, el equipo describe cómo enviaron cortos pulsos de un intenso láser sobre finas dianas de oro creando una fuente de positrones de alta densidad que podría usarse para investigar fenómenos exóticos cerca de agujeros negros o supernovas.
Los investigadores actualmente producen positrones usando uno de dos métodos. A bajas energías, a partir de unos pocos miles de electrón-voltios, son obtenidos a partir de isótopos radiactivos, tales como en la tomografía de emisión de positrones (PET), una técnica de fotografía médica. De forma alternativa, los aceleradores de partículas pueden producir positrones con energías de miles de millones de electrón-voltios.
Hui Chen y Scott Wilks del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California y sus colegas informan ahora de que han generado copiosas cantidades de positrones con energías intermedias — en el rango de millones de electrón-voltios. Dispararon pulsos de picosegundos con intensidades de alrededor de 1020 vatios por centímetro cuadrado desde el láser Titán en la instalación láser Júpiter en Livermore sobre dianas de oro de un grosor milimétrico. Los positrones se producían a través de un proceso “Bethe-Heitler”, en el cual parte de cada pulso láser crea un plasma en la superficie del objetivo, y la parte restante del pulso entonces hace impactar a los electrones del plasma en el sólido. Luego, los electrones son frenados por los núcleos de oro, una interacción que genera fotones de rayos gamma. Los rayos gamma interactúan entonces con más núcleos de oro y se transforman en pares electrón-positrón.
El equipo detectó los positrones usando un par de espectrómetros, uno posicionado tras el objetivo y otro al lado del objetivo, a 95 grados con respecto al rayo, en el lado del láser. Estos detectores construidos de forma personalizada proporcionar datos más completos y de mayor resolución de lo que nunca ha estado disponible para experimentos similares anteriormente, y permitió al equipo documentar su alta salida de positrones y atribuirlo al proceso de Bethe-Heitler.
Usando los datos del espectrómetro junto con un modelo teórico del proceso de creación de positrones, calcularon la densidad de los positrones creados en el sólido diana. La cifra de 1016 positrones por centímetro cúbico es la mayor jamás obtenida en un laboratorio. El 90 por ciento de los positrones no tienen suficiente energía para escapar del sólido, pero aún así la emisión de positrones supera con creces los dos anteriores experimentos similares, llevados a cabo por otros científicos hace casi una década. Chen, Wilks, y sus colegas tuvieron un mejor diseño de la diana así como otras mejoras en el equipo.
Aparecieron 10 veces más positrones en la parte trasera que en la delantera del reactor, demostrando una gran anistotropía, la cual es bastante diferente de la bruma uniforme de positrones emitida por una fuente radiactiva. Esto, dice Chen, podría crear positrones generados por láser útiles para el estudio de procesos que son asimismo anisotrópicos, tales como los chorros de electrones y positrones que pueden producirse en los agujeros negros y otras fuentes astrofísicas altamente energéticas.
El equipo también propone usar su fuente de positrones para aprender sobre los estallidos de rayos gamma, los destellos extremadamente luminosos que ocurren por todo el universo. La radiación gamma podría proceder de la aniquilación de chorros de electrones-positrones, y “Puedes imaginarte enviando dos chorros enfrentados, o un único chorro contra otro material, y medir la radiación”, dice Chen. La alta concentración de positrones y electrones dentro del sólido forma un plasma que dice que puede también imitar algunos aspectos de los estallidos de rayos gamma.
El mayor láser del mundo, la Instalación Nacional de Ignición de Livermore, abrió este año y Chen dice que la energía por disparo en el modo de pulso corto podría ser 40 veces mayor que la de Titán. “Por tanto deberíamos ser capaces de crear más antimateria aquí que en ningún otro sitio”.
Donald Umstadter de la Universidad de Nebraska en Lincoln dice que el trabajo es un “paso a lo largo del camino que lleva a una fuente de positrones basada en el láser y que es útil para aplicaciones”. Comenta que los espectrómetros de positrones especializados permitieron al equipo demostrar la importancia del proceso Bethe-Heitler y mostrar “cómo una simple mejora de la instrumentación puede a menudo ofrecer una mejor comprensión de la física compleja”.
Autor: Edwin Cartlidge
Fecha Original: 13 de marzo de 2009
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Pues no está nada mal este estudio.Si pudieramos crear “antimateria” como churros, aniquilandola con materia tendriamos el problema de la escasez de energía resuelto.Quizás tendriamos algunos problemillas tecnológios, nada que no se pueda arreglar con dinero.Posiblemente algún día acabaremos pagando impuestos sobre la “antimateria”.De momento “Hacienda”, puede esperar.
turock, no sería una fuente de energia (se necesita mas cantidad para crear antimateria que la que luego puedas aprovechar). Pero si que sería la forma mas compacta de almacenarla, por ejemplo para propulsar naves,etc.
“The energy released from protonantiproton annihilation (4.3 x 1013 cal per gram of antiprotons) is 10^10 times greater than oxygenhydrogen combustion and 100 times more energetic than fission or fusion.”
Proyectos de motores espaciales,etc:
http://www.engr.psu.edu/antimatter/documents.html
El empleo de la palabra “bonanza” en español, en este contexto, es correcto (bonanza=yacimiento muy rico), pero suena mucho más raro que en inglés. Yo hubiera usado otra.
Además, es que dices bonanza y no puedes evitar acordarte de Chiquito, pecador.
(Hola, Fer Xyz)
Hi, Fer XyZ, de lo que leí en esa pagina que has tenido la amabilidad de suministrarme no se deduce que la antimateria no pueda ser en el futuro una energía aprovechable.El gran problema consiste precisamente en la alta tecnología que se precisaría para su manipulación, pues, al menos en principio, la antimateria si encuentra materia reacciona muy violentamente.Son varios los físicos que han pensado en la antimateria como una futura fuente de energía.
Te repito que la energia necesaria para crear antimateria siempre es mayor a la que despues se puede aprovechar. Este Universo es de materia, no hay antimateria aprovechable por ahí suelta.
Es lo mismo que el hidrogeno, se necesita mas energia para obtenerlo del agua que la que luego proporciona quemandolo con oxigeno para dar de nuevo agua, logicamente.
Si dices que hay algun fisico que considera la antimateria una fuente de energia sería un caso mas de barbaridades cientificas dichas por fisicos, o simplemente que se referían a una forma maximamente compacta de almacenar energia.