Laser relativístico
Robin Timmis pretende agora testar suas descobertas em laboratórios com maiores capacidades de gerar seus espelhos de plasma.
Em um laser comum, um feixe de alimentação é disparado rumo a uma dupla de espelhos, um de frente para o outro. A luz fica refletindo continuamente, recebendo cada vez mais energia do feixe externo, até sair por um dos espelhos, que tem uma estrutura ligeiramente transparente.
A inovação alcançada agora consistiu em substituir o espelho por uma nuvem de partículas eletricamente carregadas, uma nuvem de plasma, que funciona como um espelho que se move muito rapidamente.
É como se você apontasse uma lanterna para um espelho que se move em sua direção a uma velocidade enorme. A luz refletida fica comprimida e mais energética, de modo semelhante a como o tom de uma sirene aumenta quando uma ambulância passa em alta velocidade. Nesse caso, o espelho de plasma se move tão rápido que a teoria da relatividade de Einstein entra em ação, amplificando a luz para energias muito mais altas - esse efeito é conhecido como geração harmônica relativística.
Até agora, as experiências nesta área exigiam colidir feixes de partículas de alta energia com lasers potentes e, em seguida, traduzir cuidadosamente os resultados entre diferentes perspectivas.
Este novo método evita essa complexidade. Como tudo acontece dentro do próprio sistema laser, torna-se possível observar os resultados diretamente, sem a necessidade de conversões complexas quadro a quadro. Isso deverá facilitar muito a interpretação dos futuros experimentos.
"Este trabalho é uma combinação de tecnologia laser, física de plasma e ciência de materiais ultrarrápidos, meticulosamente ajustada para resolver uma discrepância persistente entre teoria e experimento que tem frustrado a área por mais de duas décadas," disse o professor Brendan Dromey, da Universidade de Belfaste.
Bibliografia:
Artigo: Efficiency-optimized relativistic plasma harmonics for extreme fields
Autores: Robin J. L. Timmis, Colm R. J. Fitzpatrick, Jonathan P. Kennedy, Holly M. Huddleston, Elliott Denis, Abigail James, Chris Baird, Dan Symes, David McGonegle, Eduard Atonga, Heath Martin, Jeremy Rebenstock, John Neely, Jordan Lee, Joshua Redfern, Nicolas Bourgeois, Oliver Finlay, Rusko Ruskov, Sam Astbury, Steve Hawkes, Zixin Zhang, Matt Zepf, Karl Krushelnick, Edward Gumbrell, Paramel Pattathil Rajeev, Mark Yeung, Brendan Dromey, Peter Norreys
Revista: Nature
DOI: 10.1038/s41586-026-10400-2