EL LÁSER, LA LUZ DE NUESTRO TIEMPO
Densidad
(g/cm3)
Densidad equivalente
de energía
(J/ m3)
Intensidad
equivalente
(W/cm2)
10-3
9x10-2
2,7x1021
Aire
1
90
2,43x1024
Agua
L
A
S
O
1,5x10
3x10
10
6
4
2
1,35x10
2,7x10
9x10
7
4
6
4,05x10
26
Núcleo del Sol
8,1x10
28
Límite de Schwinger
2,7x10
30
Enana blanca
Tabla 10.3. Algunos valores típicos de densidades (primera columna) y su equivalente en densidades
de energía obtenidos a través de la ecuación de Einstein (segunda columna). En la tercera columna
se muestran cada una de estas densidades traducidos a valores de intensidad láser.
C A
N
A
M
L A
A
S
interior va a tener —durante un tiempo muy corto— una aceleración enormemente grande, tal es así que podemos acercarnos a fenomenología de relatividad general y compararlo con otra situación extrema: la de una partícula que
cae en un agujero negro. Un electrón sometido a una intensidad extrema, quizás 1028 ó 1030 W/cm2 sufre una aceleración de tal magnitud que su dinámica
se ha de describir mediante relatividad general y se espera que radie de forma
similar a como lo haría al caer en un agujero negro. Esa radiación emitida por
la partícula acelerada —la radiación de Unruh— está siendo estudiada teóricamente en la actualidad y se espera que en pocos años se podrán iniciar experimentos para medirla.
L
A
S
O
10.11. El límite de Schwinger, quizás la última frontera
Una pregunta básica es si existe algún límite fundamental para la intensidad máxima que podamos tener de un láser. ¿Cuál puede ser el origen de ese
límite? Sabemos que se puede generar materia a partir de luz. Cuando tenemos
un par de fotones de energía adecuada y que no se muevan paralelos, podemos generar un par partícula-antipartícula, lo más probable es que sea un par
electrón-positrón, (el positrón es la antipartícula del electrón).
Desde incluso antes de la construcción del primer láser la ciencia había
construido una herramienta muy precisa para describir la interacción de cargas
con campos electromagnéticos: la Electrodinámica Cuántica, QED. Entre sus
innumerables logros la QED cuenta el haber permitido la comprensión del proceso de creación de pares partícula-antipartícula. Cuando una partícula colisiona con su antipartícula se pueden aniquilar la una a la otra y convertirse en
una pareja de fotones (con las correspondientes conservaciones de energía y
de momento). De la misma forma dos fotones pueden generar un par partículaantipartícula. En este caso, por razones de conservación del momento y de la
energía, los dos fotones han de moverse en direcciones distintas. Hasta ahí todo
C A
N
M A
A
L
S A
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