Coloque uma partícula carregada em um campo eletromagnético e a partícula irá acelerar e emitir radiação. Tipicamente, a radiação emitida tem pouco efeito no movimento da partícula. Contudo, se a aceleração for extremamente grande, como é o caso de elétrons ou pósitrons de alta energia em campos eletromagnéticos fortes, a radiação emitida reduzirá drasticamente a velocidade da partícula. O efeito, conhecido como reação de radiação, foi reconhecida desde o início do século XX, e é relevante em vários ramos da física, da física do acelerador à astrofísica. Mas até agora tem sido difícil definir a matemática que melhor descreve o fenômeno. Em um artigo publicado recentemente em Revisão Física D , a colaboração NA63 relata um estudo de alta precisão do fenômeno que mostra que uma equação proposta há muito tempo faz o trabalho muito bem.

A equipe do NA63 já investigou a reação de radiação disparando um feixe de pósitrons de alta energia do Síncrotron do Super Próton em um cristal de silício. O fenômeno também foi estudado pela colisão de um feixe de laser de alta intensidade com um feixe de elétrons de alta energia. Contudo, esses dois tipos de estudo foram conduzidos em um regime em que os efeitos quânticos eram dominantes, e os experimentos baseados em laser também usaram amostras de dados relativamente pequenas com grandes flutuações de dados, tudo isso impediu um estudo de alta precisão do efeito.

Digite o último estudo NA63. Direcionando um feixe de partículas carregadas de alta energia (elétrons ou pósitrons) do Síncrotron do Super Próton em vários cristais (de silício ou diamante) de diferentes espessuras, um cristal de cada vez e com ângulos diferentes nos quais o feixe atinge o cristal, a equipe do NA63 conseguiu estudar com alta precisão a reação de radiação para as partículas carregadas no forte campo eletromagnético do cristal. Em todos os casos, os pesquisadores mediram o espectro de energia dos fótons emitidos pelas partículas carregadas, isso é, eles mediram como o número de fótons emitidos pelas partículas carregadas variava com a energia do fóton.

Eles descobriram que todos os espectros de energia medidos estão em notável acordo com as previsões baseadas na equação de Landau-Lifshitz que descreve a dinâmica de partículas carregadas em um campo eletromagnético forte se essas previsões também incluírem pequenas mudanças de efeitos quânticos.

"Esta equação clássica foi proposta na década de 1950 para explicar o efeito da reação de radiação, "disse o porta-voz do NA63, Ulrik Uggerhøj." Nosso novo estudo investigou pela primeira vez o regime experimental no qual o efeito é dominante, e mostrou que a equação parece descrever bem este regime. "