São Paulo — InkDesign News — Uma nova pesquisa realizada por físicos da Universidade de Oxford trouxe à luz a primeira simulação em tempo real e tridimensional de como intensos feixes de laser alteram o vácuo quântico, uma condição anteriormente considerada vazia, mas que a física quântica prevê estar repleta de pares virtuais de elétrons e pósitrons.
Contexto da descoberta
As simulações apresentaram um fenômeno intrigante conhecido como mistura quádrupla de vácuo, que sugere que o campo eletromagnético combinado de três pulsos de laser pode polarizar os pares virtualmente existentes no vácuo quântico. Este processo pode gerar um quarto feixe de laser, resultando em “luz a partir das trevas”.
O professor Peter Norreys, da Universidade de Oxford, afirma:
“Esta não é apenas uma curiosidade acadêmica — é um grande passo em direção à confirmação experimental de efeitos quânticos que até agora foram majoritariamente teóricos.”
(“This is not just an academic curiosity — it is a major step toward experimental confirmation of quantum effects that until now have been mostly theoretical.”)— Professor Peter Norreys, Universidade de Oxford
Métodos e resultados
As simulações foram realizadas utilizando uma versão avançada do OSIRIS, um software de simulação que modela interações entre feixes de lasers e matéria ou plasma. Segundo Zixin (Lily) Zhang, doutoranda na universidade, essa ferramenta forneceu uma visão 3D temporal das interações no vácuo quântico que antes eram inalcançáveis. Zhang explica:
“Ao aplicar nosso modelo a um experimento de dispersão com três feixes, conseguimos capturar uma gama completa de assinaturas quânticas.”
(“By applying our model to a three-beam scattering experiment, we were able to capture the full range of quantum signatures.”)— Zixin (Lily) Zhang, doutoranda, Universidade de Oxford
A equipe demonstrou que as interações evoluem em tempo real, destacando como pequenas assimetrias na geometria dos feixes podem influenciar o resultado dos experimentos. Essas descobertas são relevantes para o design de testes experimentais realistas que utilizam formas e temporizações de laser precisas.
Implicações e próximos passos
As novas simulações proporcionam insights cruciais que os experimentadores necessitam para planejar experiências de laser de alta energia. Esta pesquisa pode auxiliar na busca por partículas hipotéticas, como axions e partículas milichargadas, potenciais candidatos à matéria escura. O professor Luis Silva, do Instituto Superior Técnico e da Universidade de Oxford, ressalta a importância da pesquisa:
“A combinação de lasers ultra-intensos, detecção de última geração e modelagem analítica e numérica de ponta são as bases para uma nova era nas interações laser-matéria.”
(“The combination of ultra-intense lasers, state-of-the-art detection, cutting-edge analytical and numerical modelling are the foundations for a new era in laser-matter interactions.”)— Professor Luis Silva, Instituto Superior Técnico
As implicações desta pesquisa são amplas, possivelmente redefinindo o entendimento sobre interações quânticas e levando a novas investigações sobre a natureza da matéria e energia no universo.
Fonte: (sci.news– Ciência & Descobertas)
