Lasers da próxima geração terão o poder de criar matéria capturando partículas-fantasma que, de acordo com a mecânica quântica, permeiam o espaço aparentemente vazio.
O princípio da incerteza da mecânica quântica implica que o espaço nunca pode estar de fato vazio. Em vez disso, flutuações aleatórias criam um caldeirão vivo de partículas, tais como elétrons, e seus correspondentes de antimatéria, chamados pósitrons.
Estas "partículas virtuais" normalmente se aniquilam umas às outras rápido demais para que nós as percebamos. Mas físicos previram nos anos 30 que um campo elétrico bem forte iria transformar partículas virtuais em partículas reais, que poderíamos observar. O campo empurra-as em direções opostas, porque elas têm cargas elétricas opostas, separando-as para que não possam destruir uma a outra.
Lasers são ideais para esta tarefa, porque sua luz gera fortes campos elétricos. Em 1997, físicos do Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) na Califórnia, usaram a luz do laser para criar alguns pares de elétrons e pósitrons. Agora, novos cálculos sugerem que lasers da próxima geração serão capazes de criar tais pares aos milhões.
Reação em cadeia
No experimento da SLAC, apenas um par elétron-pósitron foi criado por vez. Mas com lasers mais poderosos, uma reação em cadeia se torna possível.
O primeiro par é acelerado a alta velocidade pelo laser, fazendo-os emitir luz. Esta luz, combinada à do outro laser, cria ainda mais pares, diz Alexander Fedotov da National Research Nuclear University em Moscou, na Rússia, e colegas em um estudo a ser publicado no periódico Physical Review Letters.
"Um grande número de partículas surgirá do vácuo", diz John Kirk do Instituto Max Planck de Física Nuclear em Heidelberg, na Alemanha, que não estava envolvido no estudo.
Em lasers que conseguem concentrar cerca de 1026 watts em um centímetro quadrado, esta reação em cadeia deve converter a luz do laser em milhões de pares elétron-pósitron, segundo a equipe.
Fábrica de antimatéria
Este tipo de intensidade poderia ser gerado por um laser a ser construído no projeto Extreme Light Infrastructure na Europa. A primeira versão do laser pode estar construída até 2015, mas pode demorar alguns anos até as atualizações necessárias para se chegar nos 1026 watts por centímetro quadrado, diz o co-autor do estudo Georg Korn do Instituto Max Planck de Ótica Quântica em Garching, Alemanha.
A capacidade de gerar grandes números de pósitrons pode ser útil para colisores de partículas como o proposto Colisor Linear Internacional (International Linear Collider), que vai colidir elétrons e pósitrons, diz Kirk McDonald da Universidade Princeton em Nova Jersey.
Mas Pisin Chen da Universidade Nacional de Taiwan, em Taipei, diz que o custo do laser ultrapotente pode tornar este método mais caro que a alternativa. O modo padrão de se criar grandes números de pósitrons hoje é lançar um feixe de elétrons de alta energia em um pedaço de metal para criar pares elétron-pósitron.
