O tema do Prêmio Nobel de Física 2018, A amplificação de pulso chirped é uma técnica que aumenta a força dos pulsos de laser em muitos dos lasers de pesquisa mais potentes da atualidade. Como as instalações de laser de próxima geração procuram empurrar a potência do feixe de até 10 petawatts, os físicos esperam uma nova era para estudar plasmas, cujo comportamento é afetado por características tipicamente vistas em buracos negros e os ventos de pulsares.

Os pesquisadores divulgaram um estudo fazendo um balanço das futuras capacidades do laser de alta potência que estão prestes a nos ensinar sobre plasmas relativísticos submetidos a processos de eletrodinâmica quântica de campo forte (QED). Além disso, os novos projetos de estudo propostos para explorar ainda mais esses novos fenômenos.

Aparecendo em Física dos Plasmas , o artigo apresenta a física do plasma relativístico em campos supercríticos, discute o estado atual do campo e fornece uma visão geral dos desenvolvimentos recentes. Ele também destaca questões em aberto e tópicos que provavelmente dominarão a atenção das pessoas que trabalham na área nos próximos anos.

O QED de campo forte é um canto menos estudado do modelo padrão da física de partículas que não foi explorado em grandes instalações de colisor, como SLAC National Accelerator Laboratory ou CERN, a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, devido à falta de fortes campos eletromagnéticos nas configurações do acelerador. Com lasers de alta intensidade, pesquisadores podem usar campos fortes, que foram observados em fenômenos como emissão de raios gama e produção de pares elétron-pósitron.

O grupo explora como as descobertas podem levar a avanços nos estudos da física fundamental e no desenvolvimento de íons de alta energia, elétron, fontes de pósitrons e fótons. Essas descobertas seriam cruciais para expandir muitos tipos de tecnologia de digitalização atuais, variando de estudos de ciência de materiais a radioterapia médica e radiografia de próxima geração para segurança interna e indústria.

Os processos QED resultarão em fenômenos físicos de plasma dramaticamente novos, como a geração de plasma denso de par elétron-pósitron a partir do vácuo próximo, absorção completa de energia do laser por processos QED, ou a interrupção de um feixe de elétrons ultrarelativístico, que pode penetrar um centímetro de chumbo por um fio de cabelo de luz laser.

"Que tipo de nova tecnologia esses novos fenômenos da física do plasma podem traduzir é amplamente desconhecido, especialmente porque o campo dos plasmas QED em si é uma espécie de território desconhecido na física, "disse o autor Peng Zhang." No estágio atual, mesmo a compreensão teórica adequada está significativamente em falta. "

O grupo espera que o artigo ajude a chamar a atenção de mais pesquisadores para os novos e estimulantes campos dos plasmas QED.