Un avance cuántico, denominado plasmón extremo, puede convertir ciencia ficción en realidad, abriendo el camino para láseres de rayos gamma que prueben la posibilidad de que exista el multiverso.
Basada en la ciencia de los materiales, una investigación del profesor adjunto de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Colorado Denver Aakash Sahai ha descubierto una manera de crear campos electromagnéticos extremos nunca antes posibles en un laboratorio. Estos campos electromagnéticos, que se crean cuando los electrones en los materiales vibran y rebotan a velocidades increíblemente altas, alimentan todo tipo de sistemas, desde chips de computadora hasta supercolisionadores de partículas que buscan evidencia de materia oscura.
Advanced Quantum Technologies, una de las revistas más influyentes en el campo, reconoció el trabajo de Sahai y presentó su estudio en la portada de su número de junio, informó la Universidad en un comunicado.
Hasta ahora, crear campos lo suficientemente potentes como para realizar experimentos avanzados requería instalaciones enormes y costosas. Por ejemplo, los científicos que buscan evidencia de materia oscura utilizan máquinas como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, en Suiza. Para albergar las cavidades de radiofrecuencia y los imanes superconductores necesarios para acelerar los rayos de alta energía, el colisionador tiene 26,9 kilómetros de longitud. Realizar experimentos a esa escala requiere enormes recursos, es increíblemente costoso y puede ser altamente volátil.
UN COLISIONADOR DE PARTÍCULAS EN EL TAMAÑO DE UN PULGAR
Sahai desarrolló un material a base de silicio, similar a un chip, que puede soportar haces de partículas de alta energía, gestionar el flujo de energía y permitir a los científicos acceder a los campos electromagnéticos creados por las oscilaciones o vibraciones del gas cuántico de electrones, todo en un espacio del tamaño de un pulgar. El rápido movimiento crea los campos electromagnéticos.
Con la técnica de Sahai, el material gestiona el flujo de calor generado por la oscilación y mantiene la muestra intacta y estable. Esto ofrece a los científicos una forma de observar la actividad como nunca antes y abre la posibilidad de reducir colisionadores de kilómetros de longitud a un chip.
«Manipular un flujo de energía tan alto, preservando al mismo tiempo la estructura subyacente del material, es un gran avance», afirmó Kalyan Tirumalasetty, estudiante de posgrado del laboratorio de Sahai que trabaja en el proyecto. «Este avance tecnológico puede generar un cambio real en el mundo. Se trata de comprender cómo funciona la naturaleza y utilizar ese conocimiento para generar un impacto positivo en el mundo».
La tecnología y el método se diseñaron en la Universidad de Colorado en Denver y se probaron en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, una instalación de clase mundial operada por la Universidad de Stanford.
La Universidad de Colorado en Denver ya ha solicitado y recibido patentes provisionales para esta tecnología en Estados Unidos e internacionalmente.
«Los láseres de rayos gamma podrían hacerse realidad», afirmó Sahai. «Podríamos obtener imágenes de tejido no solo hasta el núcleo de las células, sino también hasta el núcleo de los átomos subyacentes. Esto significa que científicos y médicos podrían ver qué sucede a nivel nuclear, lo que podría acelerar nuestra comprensión de las inmensas fuerzas que dominan a escalas tan pequeñas, a la vez que conduciría a mejores tratamientos y curas médicas. Con el tiempo, podríamos desarrollar láseres de rayos gamma para modificar el núcleo y eliminar células cancerosas a escala nanométrica».
La técnica del plasmón extremo también podría ayudar a probar una amplia gama de teorías sobre el funcionamiento de nuestro universo, desde la posibilidad de un multiverso hasta la exploración de la estructura misma de nuestro universo.
