F\u00edsicos de Oxford han liderado el desarrollado de una novedosa forma de producir experimentalmente “bolas de fuego” de plasma en la Tierra, abriendo una nueva frontera en la astrof\u00edsica de laboratorio.<\/p>\n\n\n\n
Los nuevos hallazgos se han publicado esta semana en Nature Communications.<\/p>\n\n\n\n
Los agujeros negros y las estrellas de neutrones son los objetos m\u00e1s compactos del universo. Alrededor de estos entornos astrof\u00edsicos extremos existen plasmas, el cuarto estado fundamental de la materia junto con los s\u00f3lidos, l\u00edquidos y gases. La intensa gravedad de estos objetos densos atrae la materia cercana y tambi\u00e9n hace que disparen potentes chorros de plasma, principalmente compuestos de pares de electrones y su contraparte de antimateria, los positrones. Si bien estos chorros se ven a menudo en el espacio, crearlos en un laboratorio ha resultado ser un gran desaf\u00edo hasta ahora.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, por primera vez, un equipo internacional de cient\u00edficos ha creado con \u00e9xito haces de plasma de alta densidad en el laboratorio que contienen alrededor de 10 billones de pares electr\u00f3n-positr\u00f3n. Un n\u00famero tan elevado significa que el haz se comporta como un verdadero plasma (con actividad ondulatoria) y no simplemente como una colecci\u00f3n de part\u00edculas.<\/p>\n\n\n\n
Seg\u00fan los investigadores, este avance abre la puerta a futuros experimentos para explorar los poderosos procesos que ocurren en los estallidos de rayos gamma, GRB (estallidos de luz altamente energ\u00e9ticos que se cree que son causados por eventos catastr\u00f3ficos en el espacio exterior) y los flujos de salida de los n\u00facleos gal\u00e1cticos activos, AGN (regiones extremadamente brillantes en los centros de algunas galaxias alimentadas por agujeros negros supermasivos).<\/p>\n\n\n\n
“La generaci\u00f3n en laboratorio de “bolas de fuego” de plasma compuestas de materia, antimateria y fotones es un objetivo de investigaci\u00f3n en la vanguardia de la ciencia de alta densidad de energ\u00eda”, dice en un comunicado el autor principal Charles Arrowsmith, del Departamento de F\u00edsica de la Universidad de Oxford. “Pero la dificultad experimental de producir pares electr\u00f3n-positr\u00f3n en cantidades suficientemente altas ha limitado, hasta ahora, nuestra comprensi\u00f3n a estudios puramente te\u00f3ricos”.<\/p>\n\n\n\n
Junto con investigadores del Laboratorio Rutherford Appleton en Harwell, el grupo dise\u00f1\u00f3 un novedoso experimento aprovechando la instalaci\u00f3n HiRadMat en el acelerador Super Proton Synchrotron (SPS) en la Organizaci\u00f3n Europea para la Investigaci\u00f3n Nuclear (CERN) en Ginebra.<\/p>\n\n\n\n
El experimento produjo una enorme cantidad de pares electr\u00f3n-positr\u00f3n utilizando 300 mil millones de protones del acelerador SPS. Cada prot\u00f3n ten\u00eda 440 veces m\u00e1s energ\u00eda cin\u00e9tica que su energ\u00eda normal en reposo. Debido a esto, cuando estos protones de alta energ\u00eda chocaron contra un \u00e1tomo, tuvieron suficiente potencia para romper los componentes del \u00e1tomo (quarks y gluones), que luego r\u00e1pidamente volvieron a unirse para crear una cascada de part\u00edculas que finalmente se convirtieron en electrones y positrones.<\/p>\n\n\n\n
B\u00e1sicamente, el haz generado en el CERN ten\u00eda suficientes part\u00edculas para comenzar a comportarse como un verdadero plasma astrof\u00edsico alrededor de un agujero negro.<\/p>\n\n\n\n
El equipo tambi\u00e9n ha desarrollado t\u00e9cnicas para modificar la emitancia de haces de pares, lo que permite realizar estudios controlados de interacciones de plasma en an\u00e1logos a escala de sistemas astrof\u00edsicos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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