Imagine recriar as condições de uma estrela de nêutrons em um laboratório. Os recentes avanços na tecnologia laser estão tornando isso uma realidade, abrindo portas para explorar a física extrema anteriormente confinada a ambientes astrofísicos.
Pesquisadores nos Estados Unidos, com o apoio da National Science Foundation e do Air Force Office of Scientific Research, estão usando lasers multi-petawatt para gerar campos magnéticos ultrafortes em plasma denso. Simulações mostram que campos magnéticos superiores a 4 gigagauss podem ser alcançados, aproximando-se da força encontrada nas magnetosferas de estrelas de nêutrons.
Esses intensos campos magnéticos facilitam a produção de feixes de raios gama de alta energia e, notavelmente, a criação de pares elétron-pósitron diretamente da luz. Esse avanço permite o estudo da reconexão magnética relativística e da dinâmica de elétrons dominada pela radiação, oferecendo aplicações potenciais em novas ferramentas de diagnóstico, fontes de partículas compactas e modelos aprimorados de fenômenos cósmicos.
A capacidade de gerar feixes de raios gama também abre caminho para a criação de matéria a partir da luz através do processo de Breit-Wheeler. Simulações preveem que a colisão de feixes de raios gama produzidos por lasers pode render milhões de pares elétron-pósitron, um salto significativo em relação a experimentos anteriores.
Além disso, os cientistas descobriram que um único feixe de laser pode auto-organizar um plasma em um colisor fóton-fóton, emitindo raios gama nas direções frontal e traseira. Essa abordagem inovadora simplifica o processo de criação de matéria a partir da luz, tornando-o mais experimentalmente viável e potencialmente levando a fontes de pósitrons compactas baseadas em laser para caracterização de materiais e pesquisa de antimatéria.