Un grupo de científicos en China logró algo increíble: recrearon en laboratorio cómo se aceleran partículas en el espacio, un proceso clave para entender rayos cósmicos y supernovas.

Usaron láseres súper potentes para simular las condiciones extremas que existen en el espacio, como las que se dan cerca de la Tierra o en los restos de estrellas explotadas.

Este experimento confirmó algo que los científicos sospechaban desde hace décadas: la aceleración de iones sucede principalmente por un mecanismo llamado shock drift acceleration (SDA), no por shock surfing.

El estudio fue realizado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) y se publicó en la revista Science Advances.

Ellos trabajaron en la instalación de láser Shenguang-II, donde crearon una especie de mini choque espacial usando plasmas. Es como hacer un pequeño universo dentro del laboratorio.

Primero generaron un plasma ambiente magnetizado. Luego lanzaron otro plasma como “pistón” a más de 400 km por segundo. Cuando chocaron, se formó una onda de choque súper crítica.

Esta onda se parece mucho a las que ocurren naturalmente cerca de nuestro planeta. Lo mejor es que pudieron medir todo con una precisión que no se había logrado antes.

Usaron herramientas como interferometría óptica y análisis de tiempo de vuelo de iones para observar cómo se comportaban las partículas durante el choque.

Detectaron un haz de iones que se movía a velocidades entre 1.100 y 1.800 km por segundo. O sea, cuatro veces más rápido que el propio choque.

Esto ya se había visto en el espacio, pero nunca con tanto detalle. La gran diferencia es que aquí lo hicieron en un entorno controlado, dentro de un laboratorio.

Lo más importante vino de las simulaciones por computadora. Gracias a ellas, pudieron seguir el camino exacto de los iones y ver cómo ganaban energía.

Ahí fue donde confirmaron que el SDA era el responsable. Los iones se reflejaban en el choque y ganaban energía gracias al campo eléctrico en movimiento y al campo magnético comprimido.

Este mecanismo los aceleraba en dos direcciones a la vez, formando ese haz de alta velocidad que observaron. El otro modelo, el SSA, quedó descartado como la causa principal.

La intensidad del campo magnético usado, de 5 a 6 teslas, permitió acercarse mucho a lo que ocurre realmente en el espacio. Fue clave para validar los resultados.

Este hallazgo ayuda a entender mejor cómo nacen los rayos cósmicos, esas partículas que viajan por el universo a velocidades impresionantes.

También tiene aplicaciones prácticas. Por ejemplo, puede mejorar tecnologías como los aceleradores de iones con láser y ayudar en la fusión nuclear, al controlar mejor las inestabilidades.

Además, abre nuevas puertas para estudiar cómo los iones alcanzan energías tan altas en el universo. Podría acercarnos a entender los aceleradores naturales más potentes del cosmos.