Desde a sua introdução no filme "Star Wars, de 1977, "a Estrela da Morte continua sendo uma das figuras mais icônicas da ficção científica. A imagem da destruição de Alderaan nas mãos do superlaser da Estrela da Morte está gravada na memória de milhões de fãs.

Cientistas e especialistas em laser sustentaram que este super-feixe nunca poderia funcionar devido às propriedades dos lasers - a teoria diz que, em vez de convergir e combinar sua energia, as vigas apenas passariam umas pelas outras.

Isso era verdade - até agora. Uma equipe de pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) adicionou um plasma - uma mistura carregada de íons e elétrons livres - ao conceito e combinou com sucesso vários lasers separados em um superbeam. Este trabalho foi publicado recentemente em Física da Natureza , e é o próximo passo na história de 50 anos do LLNL de liderança em pesquisa e desenvolvimento de laser.

Embora esta superequipe não seja tão "super" quanto a retratada na ficção científica, é uma conquista importante - pela primeira vez, nove dos 192 feixes de laser da National Ignition Facility (NIF) foram combinados para produzir um pulso de luz direcionado que era quase quatro vezes a energia de qualquer um dos feixes individuais. Aproveitando a experiência do LLNL em pesquisa e desenvolvimento óptico, a equipe usou uma óptica de plasma projetada por Livermore para combinar os feixes e produzir esta primeira demonstração de seu tipo.

Em certas configurações experimentais, os alvos só podem ser conduzidos por um único feixe. Cada feixe tem um limite na quantidade de energia que pode fornecer. Ao combinar vários feixes em um, O combinador de feixe de plasma do LLNL pode romper esse limite e levar esses experimentos a novos regimes físicos. Espera-se que os feixes com alta energia e fluência avancem em uma gama de aplicações, incluindo fontes avançadas de raios-X e estudos da física em intensidades extremas.

"Em sistemas de laser de alta energia, que usam ótica sólida convencional, a fluência máxima (densidade de energia) é limitada pelo dano do material, "disse Robert Kirkwood, o autor principal do artigo e o líder programático da campanha. "Como um plasma é inerentemente um material de alta densidade de energia, você não o destrói. Ele pode lidar com intensidades ópticas extremamente altas. "

"A combinação de feixe foi recentemente feita com lasers de estado sólido, mas era limitado pela ótica padrão típica, "acrescentou Scott Wilks, coautor e um dos designers da campanha. "Por causa dessa óptica de plasma, podemos colocar uma grande quantidade de energia em um espaço e tempo muito pequenos - energia séria, em um feixe bem colimado (focalizado). "

A pesquisa e o desenvolvimento do laser estão levando a novos regimes de potência e energia, que são limitados por ópticas de estado sólido convencionais. Contudo, usar uma óptica de plasma pode parecer contra-intuitivo.

"O plasma geralmente é ruim para lasers - é a ruína da nossa existência. A equipe mudou isso de cabeça para baixo e está intencionalmente aproveitando os plasmas para um benefício, "disse Brent Blue, co-autor e gerente de programa de aplicativos de segurança nacional no NIF.

O plasma geralmente cria instabilidades quando combinado com intensos feixes de laser. Contudo, controlando uma instabilidade que causa a transferência de energia quando os feixes se cruzam, os pesquisadores foram capazes de combinar a energia de vários feixes em um único feixe poderoso.

"Sabemos que o plasma pode desviar a luz e mudar a direção do fluxo de energia, mas tem sido difícil fazer isso de uma forma muito precisa, "Kirkwood disse." Aqui nós mostramos que podemos controlar instabilidades ópticas no plasma para que, em vez de espalhar energia aleatoriamente, eles o colocam onde queremos e o fazem com boa colimação e alta intensidade, produzindo um feixe brilhante que pode ser enviado a outro alvo. Agora podemos controlar e prever o que o plasma faz, com bastante precisão. "

A transição para um novo material ótico com um limite de dano muito maior do que qualquer coisa usada antes abre a porta para intensidades e energias mais altas. Esperando ansiosamente, a equipe planeja expandir o experimento com a esperança de combinar até 20 feixes em um.