Físicos Projetaram um Experimento para Transformar Luz em Matéria
Cientistas descobriram uma maneira de manipular o plasma para iniciar a colisão de fótons, resultando na criação de matéria. Esta inovação é baseada em simulações realizadas para investigar o uso prático de uma fórmula reconhecida mundialmente.
Essa descoberta está centrada na famosa equação de Einstein, E = mc^2. Esta fórmula expressa uma correlação direta entre energia e massa, indicando que a energia é equivalente à massa quando multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz.
Pesquisadores da Universidade de Osaka e da Universidade da Califórnia em San Diego conduziram simulações para estudar colisões de fótons usando tecnologia a laser. Suas descobertas sugerem que essas colisões poderiam produzir pares de elétrons e pósitrons. Os pósitrons, que são o contraparte dos elétrons, poderiam ser impulsionados pelo campo elétrico do laser para formar um feixe de pósitrons. Esses achados foram relatados na revista Physical Review Letters.
Alexey Arefiev, físico da Universidade da Califórnia em San Diego e um dos autores do estudo, expressou otimismo sobre a viabilidade experimental desta teoria em uma declaração da Universidade de Osaka.
Os pesquisadores acreditam que esta abordagem experimental é viável com os níveis de intensidade de laser atuais. Eles utilizaram simulações para avaliar várias configurações experimentais, identificando uma configuração promissora. O colisor de fótons em questão opera no processo Breit-Wheeler, convertendo raios gama em pares de elétrons e pósitrons.
Fenômenos astrofísicos — como a formação e destruição de estrelas e regiões onde o tempo parece parar — ocorrem no universo distante. Em 2021, outro grupo de cientistas propôs que os núcleos de estrelas de nêutrons, que são os remanescentes extremamente densos de estrelas, poderiam facilitar um processo similar onde partículas de matéria escura se transformam em fótons.
Estrelas de nêutrons que giram rapidamente são conhecidas como pulsares. Elas são caracterizadas por ambientes de alta energia que poderiam potencialmente converter luz em matéria. Pulsares podem girar várias milhares de vezes por segundo, emitir raios gama e possuir alguns dos campos magnéticos mais intensos conhecidos, conforme a NASA.
Pulsares também desempenham um papel crucial na detecção de ondas gravitacionais no espaço. Em um ano recente, vários grupos de array de temporização de pulsares detectaram o que acreditam ser a primeira evidência de um fundo de onda gravitacional, que é essencialmente as flutuações contínuas e sutis das ondas gravitacionais afetando o espaço-tempo.
Embora a observação direta de pulsares seja desafiadora, os físicos são capazes de criar simulações deles.
Vyacheslav Lukin, diretor de programa da Fundação Nacional de Ciência, que financiou o estudo recente, destacou o potencial desta pesquisa para permitir a exploração de mistérios universais em um ambiente de laboratório. Ele apontou as perspectivas emocionantes nas instalações atuais e futuras de laser de alta potência.
Este experimento oferece uma oportunidade para obter insights sobre a estrutura do universo, trazendo fenômenos astrofísicos distantes para um alcance mais próximo em laboratório. No entanto, a construção real de tal experimento é um passo necessário para que isso ocorra.
A pesquisa também traz uma nova luz sobre o papel dos pulsares no universo. Pulsares são estrelas de nêutrons que giram rapidamente e são conhecidos por seus ambientes de alta energia, campos magnéticos intensos e a emissão de raios gama. Estes objetos celestes extraordinários oferecem um terreno fértil para estudar a conversão de luz em matéria. [Gizmodo]
