Vista esquemática de uma implosão de bolha, que é uma imagem visualizada mostrando todos os principais eventos integrados, ou seja, iluminação a laser, propagação de elétrons quentes, Implosão, e flash de prótons. Crédito:M. Murakami
A tecnologia de compressão de pulso de laser inventada no final da década de 1980 resultou em alta potência, técnicas de laser de pulso curto, aumentando a intensidade do laser 10 milhões de vezes em um quarto de século.
Cientistas da Universidade de Osaka descobriram um novo mecanismo de aceleração de partículas que eles descrevem como uma implosão de microbolhas, em que íons de hidrogênio de energia superalta (prótons relativísticos) são emitidos no momento em que as bolhas encolhem para o tamanho atômico através da irradiação de hidretos com bolhas esféricas de tamanho mícron por pulsos de laser ultraintenos. Os resultados de suas pesquisas foram publicados em Relatórios Científicos .
O grupo liderado por Masakatsu Murakami relatou um fenômeno físico surpreendente:ao encolher a matéria a uma densidade sem precedentes, comparável a uma massa do tamanho de um cubo de açúcar pesando mais de 100 quilogramas, prótons de alta energia são emitidos a partir dos clusters em nanoescala carregados positivamente, uma estreia mundial. Usualmente, uma distância de aceleração de várias dezenas a centenas de metros é necessária para que os aceleradores convencionais gerem uma energia tão grande.
Em uma implosão de microbolhas, ocorre um fenômeno único no qual íons (partículas carregadas) convergem para um único ponto no espaço à metade da velocidade da luz. Este fenômeno, que parece o oposto do Big Bang, é essencialmente diferente de quaisquer princípios de aceleração previamente descobertos ou propostos.
Um nanopulsar - repetindo implosões e explosões para emitir prótons energéticos. Crédito:M. Murakami
Este novo conceito irá esclarecer a física espacial desconhecida de grandes escalas de tempo e espaço, como as origens dos prótons de alta energia nas estrelas e distribuídos no espaço. Além disso, como uma fonte compacta de radiação de nêutrons através da fusão nuclear, este conceito será usado em uma variedade de aplicações no tratamento médico e na indústria no futuro, como a radioterapia de prótons para tratar o câncer, o desenvolvimento de novas energias com fusão nuclear a laser, fotos transversais para o desenvolvimento de células de combustível, e desenvolvimento de novas substâncias.
