19 de mayo de 2014
Es uno de los sueños de la física: convertir la luz en materia. Una idea que creó forma hace ochenta años, en 1934, cuando los científicos Breit y Wheeler plantearon que tal utopía podía ser posible. Ambos científicos, que luego fueron reclutados para diseñar la primera bomba atómica, sugirieron que el método más simple pasaba por romper a la vez dos fotones (partículas de luz) para crear un electrón y un positrón. Pero esta técnica nunca se demostró en laboratorio y los experimentos indicaban que para conseguirlo era necesario la adición de partículas de alta energía masiva. El sueño, sin embargo, no se ha desvanecido, sino que ahora ha tomado forma con un nuevo método descubierto por tres físicos del Imperial College de Londres, que aseguran en un artículo publicado en Nature Photonics que la transformación de la luz en materia se podría conseguir en un año de una forma más sencilla aún que la propuesta por Breit y Wheeler y utilizando la tecnología ya disponible.
Los científicos proponen el uso de un colisionador fotón-fotón que convertiría la luz directamente en materia. Este experimento podría crear un proceso que fue muy importante en los primeros cien segundos del universo y que se ve en los estallidos de rayos gamma, que son las mayores explosiones del universo y uno de los misterios más grandes de la física sin resolver.
Los investigadores habían estado estudiando los problemas vinculados a la energía de fusión cuando se dieron cuenta de que en lo que estaban trabajando podría aplicarse a la teoría Breit-Wheeler.
Demostrar la teoría Breit-Wheeler proporcionaría la pieza definitiva de un rompecabezas de la física que describe las maneras más simples en las que la luz y la materia interactúan. Las otras seis piezas de este rompecabezas, incluyendo la teoría de Dirac de 1930 sobre la aniquilación de electrones y positrones y la teoría de Einstein de 1905 sobre el efecto fotoeléctrico, están asociadas con la investigación.
«Estaban equivocados»
«A pesar de que todos los físicos aceptan que la teoría es verdad, cuando Breit y Wheeler la propusieron por primera vez me dijeron que no esperaban que se mostrara en el laboratorio. Ahora, casi 80 años más tarde, demostramos que estaban equivocados», relata el profesor Steve Rose, del departamento de Física del Imperial College, en declaraciones a Europa Press.
El experimento colisionador que han propuesto implica dos pasos principales. En primer lugar, usar un láser de alta intensidad extremadamente potente para acelerar los electrones hasta justo debajo de la velocidad de la luz y, entonces, lanzar esos electrones en una losa de oro para crear un haz de fotones mil millones de veces más energéticos que la luz visible. A continuación se dispararía un láser de alta energía en una cápsula de oro minúsculo, lo que produciría una luz tan brillante como la emitida por las estrellas. En la etapa final, ambas corrientes de fotones chocan entre sí.
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