Estados Unidos ha activado un sistema láser que durante apenas 25 quintillonésimas de segundo ha liberado una energía 100 veces superior a toda la que se genera actualmente en el planeta. El experimento, realizado en la Universidad de Michigan, supone un salto histórico en la física de altas energías.
Con una potencia registrada de 2 petavatios, el sistema bautizado como ZEUS, acrónimo de Zettawatt-Equivalent Ultrashort Pulse Laser System, se ha convertido en el láser más poderoso jamás construido en EEUU. Esta cifra equivale a dos millones de gigavatios liberados de forma fugaz, una intensidad inalcanzable hasta ahora por cualquier dispositivo experimental.
La prueba se ha llevado a cabo disparando un haz de luz ultracorto contra una célula con helio. El impacto arrancó electrones de los átomos del gas, generando un plasma que permitió acelerar las partículas mediante un proceso conocido como wakefield acceleration. Esta técnica, basada en la estela del propio rayo láser, reproduce a pequeña escala los principios de grandes aceleradores de partículas.
El diseño del sistema permite manipular los pulsos de luz para evitar que la energía destruya el entorno inmediato. Gracias a elementos ópticos como las rejillas de difracción, el impulso inicial se estira lo suficiente como para mantener el control sobre la intensidad sin dañar la atmósfera del laboratorio.
Una reacción instantánea que simula fenómenos del universo
Según ha explicado Vyacheslav Lukin, director del programa en la Fundación Nacional de Ciencia, "el trabajo fundamental desarrollado en ZEUS puede tener aplicaciones muy amplias, desde nuevas técnicas de imagen para tejidos blandos hasta el desarrollo de tecnologías para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades".
Además del ámbito médico, ZEUS permitirá explorar fenómenos extremos del universo, como los chorros de positrones emitidos por los agujeros negros o los estallidos de rayos gamma. El sistema tiene la capacidad de dividir la luz en múltiples haces, lo que lo convierte en una herramienta muy versátil para la investigación.
La instalación, que ha costado aproximadamente 16 millones de dólares, se presenta como una alternativa eficiente a los enormes laboratorios de aceleración de partículas. Gracias a su tamaño compacto y a su bajo coste operativo, podría replicar experimentos que hasta ahora requerían estructuras cientos de veces mayores.
El siguiente objetivo será provocar una colisión entre los electrones acelerados y un segundo rayo láser dirigido en sentido opuesto. Esta prueba, prevista para los próximos meses, permitirá comprobar el comportamiento de la materia bajo condiciones energéticas similares a las de un zettavatio, nombre que da sentido al acrónimo ZEUS.