La luz que incide sobre la materia normalmente se dispersa o la calienta. Pero si los fotones son muy numerosos y muy energéticos, dos cuantos de luz pueden colisionar y desaparecer, y en su lugar aparecen dos partículas: un electrón y su antipartícula, el positrón. Este proceso, predicho ya en 1934, no se había podido reproducir en el laboratorio con fotones reales. La razón es simple: se necesita a la vez un haz de luz denso y energético, y además un detector que distinga las partículas nacidas sobre el fondo de ruido.
El nuevo trabajo propone un camino sorprendentemente elegante. Un pulso láser ultrapotente incide sobre un blanco de espuma plástica, y en el plasma surge espontáneamente un campo magnético que se enrolla alrededor del eje del haz. Ese campo actúa como un embudo: los positrones nacidos en el interior no se dispersan en cualquier dirección, sino que giran y vuelven hacia atrás, al encuentro del láser. Además, el embudo no solo hace girar a las partículas, sino que las comprime en un cono estrecho, como una corriente de agua que junta a los nadadores en un chorro.
Los cálculos en supercomputadora mostraron que, si el blanco se hace de dos capas, primero una de baja densidad y luego una densa, la producción de positrones aumenta drásticamente. En la capa poco densa, el láser alcanza a crear el embudo magnético, y en la densa se generan muchos pares. Como resultado, la señal en la dirección contraria alcanza 10^6 MeV^-1 sr^-1, que es cientos de veces más brillante que en los esquemas anteriores. Esa señal ya cae en el rango donde se han detectado positrones en otros experimentos.
Esto no es solo un truco teórico. El esquema se puede montar en las instalaciones de láser petavatio existentes, y el blanco de dos capas de espuma se puede sustituir por una preplasma creada por el propio láser. Si el experimento tiene éxito, los físicos verán por primera vez cómo la luz se convierte en materia en estado puro. El embudo magnético que surge espontáneamente en el plasma y enfoca las partículas podría servir también para otros procesos de creación de pares en campos intensos.
Los positrones generados en el plasma se giran 180 grados y vuelan hacia el haz láser, como nadadores que la corriente devuelve a la orilla.
La idea de crear materia a partir de la luz recuerda a tramas de ciencia ficción, como en la novela de Arthur C. Clarke 'La luz de otros días', donde la luz se usa para crear materia. En la realidad, el proceso de Breit-Wheeler es la conversión literal de la energía de los fotones en masa de partículas.