p As partículas que viajam pelo espaço vazio podem emitir flashes brilhantes de raios gama ao interagir com o vácuo quântico, de acordo com um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de Strathclyde. p Há muito se sabe que partículas carregadas, como elétrons e prótons, produzem o equivalente eletromagnético de uma explosão sônica quando suas velocidades excedem a dos fótons no meio circundante. Este efeito, conhecido como emissão Cherenkov, é responsável pelo brilho azul característico da água em um reator nuclear, e é usado para detectar partículas no CERN Large Hadron Collider.

p De acordo com Einstein, nada pode viajar mais rápido do que a luz no vácuo. Por causa disso, geralmente assume-se que a emissão Cherenkov não pode ocorrer no vácuo. Mas de acordo com a teoria quântica, o próprio vácuo está cheio de "partículas virtuais", que se movem momentaneamente dentro e fora da existência.

p Essas partículas fantasmagóricas geralmente não são observáveis, mas, na presença de campos elétricos e magnéticos extremamente fortes, eles podem transformar o vácuo em um meio óptico onde a velocidade da luz é reduzida para que partículas carregadas de alta velocidade possam emitir raios gama Cherenkov. Isso é totalmente inesperado no vácuo.

p Um grupo de pesquisadores de física em Strathclyde descobriu que, em condições extremas, como os encontrados no foco dos lasers mais poderosos do mundo, e os enormes campos magnéticos em torno das estrelas de nêutrons, esse vácuo 'polarizado' pode reduzir a velocidade dos raios gama apenas o suficiente para que ocorra a emissão Cherenkov. Isso significa que os raios cósmicos de maior energia que passam pelos campos magnéticos ao redor dos pulsares devem emitir predominantemente radiação Cherenkov, muito mais do que outros tipos, como a radiação síncrotron. A pesquisa foi publicada como uma sugestão dos editores em Cartas de revisão física . Ele fez parte do Laboratório financiado pela EPSRC em um projeto de bolha liderado pelo professor Dino Jaroszynski, para investigar um conjunto de fenômenos fundamentais que ocorrem nas interações plasma-laser, com aplicações na indústria, segurança e medicina.

p O professor Jaroszynski disse:"O projeto Lab in a Bubble está oferecendo uma oportunidade única de usar lasers de alta potência para o avanço do conhecimento fundamental e da tecnologia avançada para o benefício da sociedade." questões como qual é a origem do brilho de raios gama no centro das galáxias? Também, fornece uma nova maneira de testar algumas das teorias mais fundamentais da ciência, levando-as aos seus limites.

p "O que é mais, fará uma grande contribuição para a nova fronteira de campo elevado da física, tornada possível pelos avanços notáveis ​​na tecnologia de laser que ganhou o prêmio Nobel de Física de 2018. "Dr. Adam Noble, que concebeu a ideia e liderou o esforço de pesquisa teórica, disse:Temos como certo que nada pode sair do espaço vazio que consiste em puro vácuo. Mas isso não é bem verdade; a física quântica moderna diz o contrário, e há algumas surpresas intrigantes.

p "Há um grande esforço internacional para ultrapassar os limites da tecnologia do laser. Embora isso seja impulsionado pelas muitas aplicações práticas dos lasers de alta potência, seu sucesso dependerá da compreensão de todos os processos fundamentais envolvidos nas interações laser-matéria. Esses resultados revelam um novo aspecto desses processos. "

p Alexander Macleod, que também trabalhou no projeto como parte de seu doutorado. projeto, disse:"A eletrodinâmica quântica é uma das teorias mais bem testadas da física, com extraordinária concordância entre as previsões teóricas e os dados experimentais. Mas esse acordo só foi verificado no regime de campo fraco. A radiação Cherenkov a vácuo oferece uma nova maneira de testar se ela sobrevive no limite de campo forte. "

p Lab in a Bubble é um Strathclyde de £ 4,5 milhões, Projeto financiado pela EPSRC para a produção de "laboratórios" do tamanho de bolhas que poderiam impulsionar o tratamento do câncer, imagens médicas e processos industriais, além de possibilitar a investigação de problemas fundamentais da física.

p Os pesquisadores do projeto internacional pretendem usar lasers de alta potência para realizar experimentos em bolhas de plasma tão pequenas que seus diâmetros são equivalentes a um décimo da seção transversal de um cabelo humano. O plasma constitui 99,999% da matéria visível no universo.