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El estudio se publica esta semana en ‘Nature’

El láser de rayos X más potente del mundo crea materia a 2 millones de grados

Un equipo internacional ha utilizado el láser de rayos X más potente del mundo, situado en el SLAC National Accelerator Laboratory de EEUU, para crear "materia densa caliente" a dos millones de grados y a partir de papel de aluminio. La hazaña científica ayudará a comprender mejor el material del corazón de las estrellas y los planetas gigantes, así como a recrear los procesos de fusión nuclear que hacen funcionar al Sol.

Interior de la cámara experimental con la fuente de luz Linac Coherent Light Source (LCLS).
El láser de rayos X más potente del mundo crea materia a 2 millones de grados. Foto: Sam Vinko

Un equipo internacional ha utilizado el láser de rayos X más potente del mundo, situado en el SLAC National Accelerator Laboratory de EEUU, para crear "materia densa caliente" a dos millones de grados y a partir de papel de aluminio. La hazaña científica ayudará a comprender mejor el material del corazón de las estrellas y los planetas gigantes, así como a recrear los procesos de fusión nuclear que hacen funcionar al Sol.

Investigadores europeos y de EEUU han dirigido potentes pulsos láser hacia un pequeño fragmento de papel de aluminio hasta conseguir lo que se conoce como "materia densa caliente", un plasma sólido que alcanzó una temperatura de unos 2 millones de grados. Todo el proceso se produjo en apenas una billonésima de segundo, según publican esta semana en Nature.

Los experimentos se han realizado con un súper láser de rayos X cuyos pulsos ultra rápidos son mil millones de veces más brillantes que los conseguidos por cualquier otro de este tipo hasta ahora. Se trata de la fuente de luz Linac Coherent Light Source (LCLS) instalada en el SLAC National Accelerator Laboratory, un centro operado por la Universidad de Standford para el Departamento de Energía de EEUU.

"El LCLS es una máquina verdaderamente notable", dice Sam Vinko, investigador postdoctoral en la Universidad de Oxford (Reino Unido) y autor principal del artículo. "Hacer la materia densa extremadamente caliente es importante desde un punto de vista científico si a la larga nos ayuda a entender las condiciones que existen en el interior de las estrellas y en el centro de los planetas gigantes, tanto en nuestro propio Sistema Solar como más allá".

“Hasta ahora los científicos habían conseguido crear ese plasma a partir de gases y estudiarlo con láseres comunes”, comenta otro de los autores, Bob Nagler, del SLAC, “pero no se disponía de herramientas que permitieran hacer lo mismo con densidades sólidas que no pueden ser penetradas por los rayos láser convencionales”.

"El LCLS, con su longitud de onda ultra-corta de rayos X, es el primer instrumento que puede penetrar un sólido denso y crear un ‘parche’ uniforme de plasma –en este caso un cubo de una milésima de centímetro de lado– y probarlo al mismo tiempo", señala Nagler.

Las medidas resultantes se incorporarán a las teorías y simulaciones por ordenador que tratan del explicar el comportamiento de la materia densa y caliente. Esto podría ayudar a los investigadores a analizar y recrear el proceso de fusión nuclear que pone en marcha estrellas como el Sol.

"Aquellas 60 horas durante las que por primera vez dirigimos el LCLS sobre un sólido fueron las más emocionantes de toda mi carrera científica", destaca Justin Wark, líder del grupo de Oxford. "Realmente esta fuente de luz va a revolucionar este campo de investigación".

Referencia bibliográfica:
S. M. Vinko et al. “Creation and diagnosis of a solid-density plasma with an X-ray free-electron laser”. Nature 481 (7382), 26 de enero de 2012. Doi: 10.1038/nature10746.

Fuente: SLAC
Derechos: Creative Commons
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