Creadas partículas de materia a partir de luz

Una explosión nuclear convierte materia en energía. Ahora, los científicos han logrado lo contrario: crear materia a partir de luz. El experimento ha sido realizado por una veintena de físicos en el Acelerador Lineal de Stanford (SLAC), en EE UU, y el equipo, liderado por Adrian Melissinos, de la Universidad de Rochester, y Kirk McDonald, de la Universidad de Princeton, ha dado a conocer los resultados en la revista Physical Review Letters (1 de septiembre).Convertir energía en materia no es estrictamente una novedad para los físicos, puesto que lo hacen rutinariamente en los experimentos de alta energía de los aceleradores, cuando hacen chocar haces de partículas -por ejemplo, protones y antiprotones- aceleradas hasta casi la velocidad de la luz, que se destruyen y producen chorros de energía que, a su vez, generan nuevas partículas. Así exploran el universo subatómico.

En el experimento de SLAC, los físicos descargaron una enorme cantidad de energía en un haz sobre un área menor que una milmillonésima de un centímetro cuadrado. Usaron un haz de electrones de alta energía -producido en el acelerador de tres kilómetros de longitud de SLAC- y fotones (partículas constituyentes de la luz y mediadoras de las interacciones electromagnéticas) de un poderoso láser desarrollado en la Universidad de Rochester. El láser produjo un minúsculo paquete de fotones con más de 2.000 billones de dichas partículas.

Choques de fotones

Los investigadores sincronizaron los dos haces y lanzaron los electrones contra los fotones. En el experimento, algún electrón chocó contra un fotón en una colisión de enorme energía, "corno un camión lanzado a toda velocidad que choca contra una pelota de ping-pong", explica Melissinos. El choque hace retroceder al fotón con una energía tan tremenda que colisiona con otros fotones que tiene detrás y se combina con ellos creando un electrón y un positrón. Repitiendo el experimento durante meses, los científicos obtuvieron miles de colisiones y al final lograron crear más de un centenar de positrones.

La conversión de energía en materia fue posible por los campos electramagnéticos increíblemente intensos producidos por las colisiones fotón-fotón. Sólo en muy raras circunstancias se dan condiciones similares en el universo. Las estrellas de neutrones, por ejemplo, tienen campos magnéticos muy intensos, y algunos científicos creen que en las superficies de esos cuerpos se producen interacciones de luz y materia como las observadas ahora en el experimento de SLAC, en el que por primera vez se han creado campos magnéticos tan intensos con haces láser.