Un ambicioso experimento intenta lograr lo «imposible»: convertir la luz en materia

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La famosa ecuación de Einstein, E = mc2, nos enseñó que la materia puede convertirse en energía. Esto sucede naturalmente en el universo, aunque también se ha logrado en lugares como los reactores nucleares. La ecuación también nos dice que lo opuesto es verdad. Debería ser posible crear materia sin energía, y eso es exactamente lo que los científicos del Imperial College London están tratando de hacer.

El equipo, dirigido por el profesor Steven Rose, está tratando de lograr su objetivo con dos potentes láseres. Uno de ellos tiene mil veces la energía de la luz visible y el otro, 1 millón de veces. La intención es que ambos lleguen a la misma cámara objetivo de manera simultánea. El enfoque se basa en el proceso de Breit-Wheeler, presentado por primera vez en 1934, que demostró que en teoría se puede obtener un electrón y un positrón (su gemelo antimateria) de la colisión de dos fotones.

Como hasta ahora nadie ha sido capaz de recrear esto, hay quienes han comenzado a agregar otras partículas de energía para intentar que suceda. Pero en 2014, el profesor Rose propuso un método para crear el proceso Breit-Wheeler sin la participación de ninguna otra partícula. Este es el enfoque que se está probando actualmente.

«Esta sería una demostración pura de la famosa ecuación de Einstein que relaciona energía y masa: E = mc2, que nos dice cuánta energía se produce cuando la materia se convierte en energía», dijo el profesor Rose en un comunicado. «Lo que estamos haciendo es lo mismo pero al revés: convertir la energía del fotón en masa, es decir, m = E/c2».

Este no es el único equipo que trabaja arduamente para tratar de «romper el vacío» y sacar materia de la energía. Varios grupos están intentando diferentes enfoques, incluso empleando la fuerza bruta mediante el uso de los láseres más potentes jamás diseñados. Esto funciona con una configuración óptica más sofisticada para lograr el proceso Breit-Wheeler.

«Cuando Gregory Breit y John Wheeler propusieron el mecanismo por primera vez en 1934, utilizaron la entonces nueva teoría de la interacción entre luz y materia, conocida como electrodinámica cuántica (QED, por Quantum Electrodynamics)», explicó el Dr. Stuart Mangles, quien codirige el equipo. «Mientras que cualquier otra predicción fundamental de QED se ha demostrado experimentalmente desde entonces, el ‘proceso de Breit-Wheeler de dos fotones’ nunca se ha visto», agregó.

Crear materia a partir de la energía no es simplemente una hazaña para el curriculum, sino que puede abrir el camino a una mejor comprensión de varios procesos astrofísicos de alta energía.

«Si podemos demostrarlo ahora, estaríamos recreando un proceso que fue importante en los primeros 100 segundos del universo y que también se ve en las explosiones de rayos gamma, que son las mayores explosiones en el universo y están entre los más grandes misterios de la física», concluyó el Dr. Mangles.

El Ciudadano, vía IFLScience