Descubren el modo de incrementar la carga de un láser un millón de veces

Desde medicina, exploración espacial, hasta armamento, el láser es una herramienta versátil pero con muchísimo poder. No es extraño que reducir su tamaño o aumentar su potencia para abrir nuevos campos. Y eso es lo que ha ocurrido ahora: han descubierto cómo aumentar la carga de un láser hasta un millón de veces.

Un equipo de científicos del Reino Unido y Corea del Sur han descubierto un modo de crear pulsos láser 1.000 veces más intensos de lo que es posible actualmente. Liderados por Dino Jaroszynski y Hyyong Suk han utilizado simulaciones por ordenador y han descubierto que una nueva forma de comprimir la luz puede aumentar drásticamente su intensidad hasta tal punto que se pueden extraer partículas del vacío.

Se trata de una nueva técnica que podría abrir las puertas a importantes descubrimientos sobre la naturaleza misma de la materia. Los autores del estudio, publicado en Nature Photonics, sugieren utilizar el gradiente de densidad del plasma, que es materia totalmente ionizada, para provocar que los fotones se agrupen. Básicamente, es lo que ocurre cuando un grupo de coches comienza a ascender por una cuesta y la distancia entre ellos disminuye y se acercan hasta parecer un solo vehículo. Si esta técnica tiene éxito, podría aumentar la potencia de los láseres en más de un millón de veces, lo que se puede lograr actualmente.

Actualmente, los láseres más potentes del mundo tienen una potencia máxima de aproximadamente diez petavatios. En el laboratorio STFC Rutherford Appleton se está construyendo un nuevo láser de 20 petavatios llamado "Vulcan 20-20. Para poner esto en perspectiva, la atmósfera superior de la Tierra recibe 173 petavatios de luz solar, aproximadamente un tercio de los cuales llega a la superficie de la Tierra. En pocas palabras: se produciría un láser que tendría, también, cerca de un tercio de la energía que llega a la Tierra desde el Sol.

“Una pregunta importante y fundamental es qué sucede cuando las intensidades de la luz exceden los niveles comunes en la Tierra – explica Jaroszynski en un comunicado -. Los láseres de alta potencia permiten a los científicos responder preguntas básicas sobre la naturaleza de la materia y el vacío y explorar lo que se conoce como la frontera de intensidad. Proporcionar este tipo de herramientas a los científicos está transformando la forma en que se hace ciencia”.

La nueva técnica de amplificación láser, por ejemplo, ayudará a los físicos a explorar algunos aspectos fundamentales de interés, desde la llamada "frontera de intensidad" hasta la capacidad de extraer partículas del vacío. La investigación tiene aplicaciones en astrofísica al simular fenómenos estelares y abordar cuestiones energéticas mediante la investigación de fusión láser. También podría resultar útil para mejorar nuestra comprensión del límite de Schwinger: el punto teórico donde la luz se puede convertir en materia, con inmensas implicaciones teóricas y prácticas.