Un paso más de cerca de imitar los estallidos de rayos gamma
8/6/2015 de Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) / Physical Review Letters
La galaxia Centarus A, a 12 millones de años-luz de la Tierra, contiene un enorme chorro de material que es expulsado de un agujero negro supermasivo central. En esta imagen los colores rojo, verde y azul muestran los rayos X de energías baja, media y alta. Foto cortesía de NASA/CXC/U. Birmingham/M. Burke et al.
Empleando láseres cada vez de mayor energía, los investigadores de Lawrence Livermore han producido un número récord de pares electrón-positrón, abriendo interesantes oportunidades al estudio de procesos astrofísicos extremos como los agujeros negros y los estallidos de rayos gamma.
Los positrones, o antielectrones, son antipartículas con la misma masa que un electrón pero de carga eléctrica opuesta. La generación de pares electrón-positrón energéticos es común en medios astrofísicos extremos asociados con el colapso rápido de estrellas y la formación de agujeros negros. Estos pares acaban emitiendo su energía, produciendo estallidos brillantes de rayos gamma. Los estallidos de rayos gamma (GRB, sus siglas en inglés) son los episodios electromagnéticos más brillantes que se sabe que ocurren en el universo y pueden durar desde diez milisegundos a varios minutos. El mecanismo de formación de estos GRB es todavía un misterio.
En el laboratorio pueden generarse chorros de pares electrón-positrón iluminando una lámina de oro con un potente láser. La interacción produce radiación de alta energía que atraviesa el material y crea pares electrón-positrón cuando interacciona con los núcleos de los átomos de oro. «El objetivo de estos experimentos era comprender cómo cambia el flujo de pares electrón-positrón creados con la energía del láser», afirma la investigadora Hui Chen, de LLNL.
«Hemos identificado la física dominante asociada con el cambio de la producción de positrones según varíen los parámetros del láser y del objetivo, y ahora podemos investigar sus consecuencias en el estudio de la física de los estallidos de rayos gamma», sigue Chen. Los experimentos muestran que aumentando la energía del láser también crece la producción de pares electrón-positrón, por lo que esperan que los próximos láseres de 10 kilojulios sean capaces de producir diez veces más cantidad de antimateria.
