Acelerador de Partículas de Mesa

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Os buracos negros e pulsares emitem jatos densos de partículas que são feitos de elétrons e pósitrons (anti-partícula do elétron). Mas muitas das características importantes e básicas dos jatos permanecem obscuras: Qual é a sua composição precisa das partículas? Quanta energia é que elas contêm? Como as partículas em jatos interagem no ambiente de baixa densidade de outra parte do espaço? A principal dificuldade em responder à estas perguntas é que os sistemas astronômicos só pode ser medidos indiretamente: o jato mais próximo é quase 10^24 quilômetros de distância. Como Gianluca Sarri, da Universidade da rainha de Belfast, Irlanda do Norte, e colegas relatam na revista Physical Review Letters, um novo método de mesa para gerar fluxos de elétrons e pósitrons poderia trazer medidas mais perto do início de tudo, permitindo a reprodução em escala reduzida dos fluxos de matéria e antimatéria no laboratório.

Utilizado na Universidade de HERCULES, o laser potente de petawatts de Michigan, ionizou um gás inerte e produziu um feixe de eletrões de alta energia. Bombardeando cobre, estanho, tântalo, e as metas de chumbo com este raio, eles foram capazes de formar estruturas densas, rios estreitos de elétrons de alta energia e pósitrons. Os jatos surgem em curta duração, pulsos mais densos do que os gerados em tradicional larga escala de aceleradores de partículas.

O sistema baseado em laser, que é inferior a um metro de altura, é capaz de formar simultaneamente jatos e plasmas, algo que não pode ser feito facilmente usando outros métodos. Esta configuração simples poderia, portanto, ser usada para investigar diretamente a interação entre os jatos e plasmas em experiências de laboratório bem controladas. Tais estudos poderiam fornecer respostas para algumas das perguntas fundamentais sobre a antimatéria, jatos astrofísicos, e, finalmente, a física dos buracos negros e pulsares.

O artigo foi publicado no site da Physics, no dia, 20/06/2013: Physics – Spotlighting Exceptional Research.

[ArXivScience Daily]

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