💡 Gerar luz a partir do vácuo é possível

Uma equipe de físicos acaba de modelar um fenômeno quântico surpreendente onde lasers ultra-potentes geram luz a partir do vácuo. Esses trabalhos poderão em breve ser validados experimentalmente graças a uma nova geração de instalações laser.

O vácuo, na física quântica, nunca é totalmente inerte. Ele é o palco de flutuações incessantes, onde pares de partículas virtuais aparecem e desaparecem em uma fração de segundo. Pesquisadores da Universidade de Oxford e do Instituto Superior Técnico de Lisboa simularam como feixes laser intensos podem perturbar esse vácuo e produzir luz.

Um fenômeno quântico finalmente visualizado

A teoria previa há muito tempo que três feixes laser cruzados poderiam polarizar as partículas virtuais do vácuo, gerando um quarto feixe. Esse processo, chamado de mistura de quatro ondas, acaba de ser modelado em 3D e em tempo real. As simulações revelam como os fótons interagem, como bolas de bilhar, sob o efeito dos campos eletromagnéticos.

Graças ao software OSIRIS, os pesquisadores puderam observar detalhes anteriormente inacessíveis, como a influência da assimetria dos lasers ou a evolução temporal das interações. Esses resultados, publicados na Communications Physics, oferecem uma base sólida para futuros experimentos.

As simulações também mostram efeitos sutis, como a birrefringência do vácuo, onde a polarização da luz é modificada por campos magnéticos extremos. Essas previsões poderão ser testadas nos próximos anos.

Rumo a uma confirmação experimental

Várias instalações laser de ponta, como o Vulcan 20-20 no Reino Unido ou o Extreme Light Infrastructure na Europa, atingem agora as potências necessárias para observar esses fenômenos. Esses lasers permitirão verificar se o vácuo pode realmente produzir luz sob certas condições.

Os modelos desenvolvidos pela equipe servirão para otimizar os parâmetros experimentais, como a forma dos pulsos laser ou sua sincronização. Esses dados são essenciais para detectar sinais tênues, como a dispersão fóton-fóton, nunca observada diretamente.

Além da validação das teorias quânticas, esses trabalhos poderão ajudar a rastrear partículas hipotéticas, como os áxions, candidatos potenciais para a matéria escura. As simulações abrem assim novas pistas para explorar a física fundamental.