do Instituto Americano de Física, maio de 2020
Assunto do prêmio Nobel em Física de 2018, a amplificação de pulso gorjeado é uma técnica que aumenta o poder de pulsos laser em muitos dos leiseres de alta potência utilizados hoje em pesquisa. De forma que as instalações de laser da próxima geração procuram aumentar a potência do feixe para 10 petawatts, físicos esperam uma nova eram de estudo de plasmas, qual comportamento é afetado por características normalmente vistas em buracos negros e nos ventos de pulsares.
Pesquisadores divulgaram um estudo fazendo um balanço do que as capacidades de leiseres de alta potência do porvenir estão preparadas para nos ensinar sobre plasmas relativísticos sujeitos a processos de eletrodinâmica quântica de campos fortes. Em adição, o novo estudo proposto projeta por mais exploração nestes novos fenômenos.
Aparecendo em A Física dos Plasmas (Physics of Plasmas), o artigo introduz a física de plasma relativístico em campos supercríticos, discute o atual estado do campo e fornece uma visão geral dos desenvolvimentos recentes. Também destaca questões abertas e tópicos que provavelmente dominarão a atenção das pessoas que trabalham no campo nos próximos anos.
EDQ de campos fortes é um espaço menos estudado do modelo padrão da física de partículas que ainda não foi explorado nas instalações dos grandes colisores, tais como o Laboratótio Nacional de Acelerador SLAC ou CERN, a Organisation européenne pour la recherche nucléaire, por falta de campos eletromagnéticos fortes nas definições do acelerador. Com leiseres de alta intensidade, pesquisadores podem usar campos fortes, que têm sido observados em fenômenos tais quais emissão de raios gama e produção de pares elétron-pósitron.
O grupo explora como as descobertas poderiam potencialmente conduzir a avanços nos estudos de física fundamental e no desenvolvimento de fontes de íons, elétrons, pósitrons e fótons de alta energia. Tais descobertas seriam cruciais para expandir em muitos tipos de tecnologia de leitura presentes hoje, indo de estudos de Ciência dos Materiais a radioterapia média e a próxima geração de radiografia para a segurança da nação e indústria.
Os processos de EDQ resultarão em fenômenos de física de plasmas dramaticamente novos, tais como a geração de plasma denso de pares elétron-pósitron próximos ao vácuo, completa absorção de energia do laser por processos de EDQ, ou a supressão de um feixe de elétrons ultrarelativístico, que poderia penetrar um centímetro de chumbo pela largura de um fio de cabelo de luz laser.
“Que tipo de nova tecnologia estes novos fenômenos de física de plasmas podem trazer é largamente desconhecido, especialmente porque o campo de plasmas da EDQ por si só é um território não-explorado na física,” diz o autor Peng Zhang. “No estado atual, até mesmo o entendimento teórico adequado está faltando significativamente.”
O grupo espera que o artigo ajude a trazer as atenções de mais pesquisadores para os excitantes novos campos de plasmas de EDQ.