Materia Luz

En 1934 los científicos Gregory Breit y John A. Wheeler sugirieron que debería ser posible convertir la luz en materia mediante el aplastamiento de sólo dos partículas de luz (fotones), para crear un electrón y un positrón.

A pesar de que se confirmó que teóricamente la propuesta era correcta, los científicos carecían de los medios tecnológicos para comprobar su hipótesis, por lo que expresaron nunca esperar una demostración física a su predicción.

Así es como la luz interactúa con la materia

Ahora, más de 80 años después de la propuesta Breit-Wheeler, un equipo de físicos del Colegio Imperial de Londres, ha ideado un experimento con el que pretenden demostrar físicamente la teoría  la creación de materia a partir de la luz.

El Dr. Oliver Pike, académico del Departamento de Física en el Imperial de Londres y uno de los coautores de la propuesta, comentó: “Aunque la teoría es conceptualmente simple, ha sido muy difícil de verificar experimentalmente. Pudimos desarrollar la idea del colisionador muy rápidamente, pero el diseño experimental que proponemos puede llevarse a cabo con relativa facilidad y con la tecnología existente”.

El experimento del colisionador fotón-fotón que los físicos han propuesto implica dos pasos: en primer lugar, utilizarían un potente láser de alta intensidad para acelerar los electrones hasta justo por debajo de la velocidad de la luz.

Luego dispararían estos electrones en una losa de oro para crear un rayo de fotones mil millones de veces más enérgico que la luz visible.

En la siguiente etapa del experimento los científicos dispararían un láser de alta energía en la superficie interna de una pequeña cámara de oro llamada hohlraum, para crear un campo de radiación térmica, generando luz similar a la luz emitida por las estrellas.

Luego dirigirían el haz de fotones desde la primera etapa del experimento a través del centro de la cámara, haciendo que los fotones de las dos fuentes colisionen y formen electrones y positrones.

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Si este experimento fructifica, representaría no sólo la primera realización de un colisionador de fotones de fotones puros, sino también un método para lograr la transformación de luz a materia a niveles de potencia de órdenes de magnitud inferiores a los que se creía posible anteriormente, y sin el requisito de un acelerador de partículas masivo, podría lograrse fácilmente en un laboratorio modestamente equipado.

Los investigadores señalan que demostrar la teoría de Breit-Wheeler proporcionaría la pieza final de un rompecabezas de física que describe las formas más simples en que la luz y la materia interactúan.

Referencia: A photon–photon collider in a vacuum hohlraum. Nature Photonics, 2018. doi:10.1038/nphoton.2014.95

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