Cientista encontra forma de criar um laser capaz de abrir um buraco no universo

Cientista encontra forma de criar um laser capaz de abrir um buraco no universo

23 de outubro de 2019 0 Por Jonas Estefanski
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De acordo com um artigo publicado este mês, a tecnologia de laser pode atingir patamares impressionantes. É que cientistas estão avaliando como atingir uma potência na faixa de petawatts ao qual nada sobrevive, toda a matéria alvo é fragmentada, deixando para trás apenas elétrons e núcleos.

A ideia descrita no artigo publicado na revista acadêmica Physical Review Letters é que você pode usar um espelho feito de plasma, o material ultra-quente encontrado no Sol, para focalizar o raio. O plasma é considerado o quarto estado da matéria, e é obtido a partir do superaquecimento dos gases. Um espelho de plasma ajudaria a elevar e muito a potência do feixe de energia. Mas os físicos do laser não pararam por aí. Além da matéria, acredita-se que o próprio tecido do espaço e do tempo poderia ser fragmentado. E tudo o que precisamos para chegar lá é de um simples espelho.

Atualmente, o laser mais poderoso do mundo produz algo entre 5 e 10 petawatts de potência, e há planos de chegar aos 100 petawatts em um futuro próximo. Só que todo esse poder destrutivo não é tão acessível assim para qualquer momento que desejarem apertar o botão. Na verdade, a energia que cada um desses feixes de laser consome para existir é algo em torno de 5-5000 J, durante um tempo muito, muito curto – entre um picossegundo (a trilionésima parte de um segundo) e alguns femtossegundos (quadrilionésima parte de um segundo). Durante esse instante, no entanto, o fluxo de energia é imenso.

Instalações do Texas Petawatt Laser. Foto: Todd Ditmire

Toda essa energia do laser é focada de modo que podemos obter uma intensidade um pouco acima daquela necessária para criar um plasma. Se as intensidades atingirem um valor um pouco maior, e se a luz atingir apenas um elétron, haverá energia suficiente para iniciar uma cascata de produção de elétrons-pósitrons a partir do vácuo (pósitron é a antipartícula do elétron). Se a intensidade do laser subir um pouco mais, nem mesmo esse elétron é necessário – a luz arrancará elétrons virtuais do vácuo, gerando cargas partir do aparente nada do espaço vazio.

Mas chegar a essa intensidade, acima do laser mais poderoso do mundo atualmente, é muito difícil, porque falta um material que possa sobreviver tempo suficiente para focalizar a luz do laser. E é aí que os espelhos de plasma entram. A ideia é simples. Quando a luz atinge o plasma, os elétrons são acelerados para frente e para trás, seguindo o campo elétrico da luz. Com isso, os elétrons absorvem e reemitem a luz na direção oposta. Em outras palavras, a luz reflete no plasma, que por sua vez tem como vantagem o fato de já ser uma matéria tão destruída quanto uma matéria pode estar, então o raio laser não pode danificar o espelho.

Inicialmente, pensava-se que os espelhos de plasma não poderiam atuar como um bom elemento de foco. Mas com a ajuda de um supercomputador, novos modelos criados pelos cientistas mostraram que um espelho de plasma pode ser o caminho certo a seguir. O pesquisador Henri Vincenti, da França, autor do novo estudo, aproveitou esses desenvolvimentos computacionais para adaptar esse código e criar novas maneiras de aumentar a intensidade de alguns lasers muito brilhantes.

O modelo de Vincenti é algo menos complicado do que parece. Os detalhes técnicos são relativamente simples, e exigem um pulso a laser de baixa potência em terawatt para criar o espelho e, em seguida, basta atingi-lo com toda a potência disponível alguns picossegundos depois. Isso é algo fácil para um laboratório de laser de alta potência. Resta agora apenas esperar para ver se alguém está disposto a experimentar e então saberemos se, de fato, podemos fazer um buraco no espaço-tempo.

Fonte: Ars Technica