Uma equipe de pesquisa liderada por físicos da LMU Munique relata um avanço significativo na aceleração de partículas movida a laser. Usando minúsculas contas de plástico como alvos, eles produziram feixes de prótons que possuem características únicas, abrindo novas oportunidades para estudos futuros.

Em seus experimentos, uma equipe liderada por físicos da LMU Munique disparou um poderoso pulso de laser em uma esfera de plástico do tamanho de um micrômetro, explodindo um monte de prótons do alvo e acelerando-os a velocidades próximas à velocidade da luz. A distribuição de velocidade resultante é muito mais estreita do que a obtida quando folhas finas de metal são usadas como alvos. O físico agora apresenta seus resultados de pesquisa na revista científica Nature Communications

Nos últimos anos, assistimos a avanços notáveis ​​no desenvolvimento de uma nova abordagem para a aceleração de partículas subatômicas. Esta estratégia faz uso dos intensos campos elétricos associados a pulsados, feixes de laser de alta energia para acelerar elétrons e prótons a velocidades "relativísticas" (ou seja, velocidades próximas às da luz). Até agora, o disparo do laser geralmente é direcionado a uma folha de metal fina, gerando e acelerando um plasma de elétrons livres e íons carregados positivamente. Os físicos da LMU agora substituíram o alvo de folha por uma microesfera de plástico com um diâmetro de um milionésimo de metro. Essas contas são tão pequenas que não podem ser posicionadas de maneira estável por meios mecânicos. Em vez de, os pesquisadores usam um campo elétrico para levitar a partícula-alvo. Usando um circuito de feedback, o cordão levitado pode ser preso com precisão suficiente para garantir que não saia do eixo do feixe. A armadilha eletromagnética foi projetada e construída no Departamento de Física Médica da LMU.

"A abordagem básica é análoga às colisões entre bolas de bilhar. Em nosso experimento, uma das bolas é feita de luz e a outra é o nosso minúsculo alvo levitado, "explica Peter Hilz, quem conduziu os experimentos. Esta nova abordagem para a geração de feixes de prótons tornará viáveis ​​experimentos que até agora estavam fora de alcance.