Almanya'daki Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf'taki bilim insanları lazer plazma hızlandırma konusunda önemli ilerleme kaydetti. Yenilikçi bir yöntem kullanarak proton enerjisini yaklaşık 80 MeV'den 150 MeV'ye başarıyla çıkardılar. Bu başarı, önceki proton hızlandırma rekorunu önemli ölçüde aşarak küçük lazer cihazlarının şimdiye kadar yalnızca daha büyük tesislerde bulunan enerji seviyelerine ulaşmasını sağladı. Son araştırmanın tıp ve malzeme biliminin gelişimini desteklemesi bekleniyor. İlgili makale 13'ünde Nature Physics dergisinde yayınlandı.
Geleneksel hızlandırıcılarla karşılaştırıldığında, lazer plazma hızlandırıcıları parçacıkları sürmek için güçlü radyo dalgalarına güvenmez, bunun yerine parçacıkları hızlandırmak için lazerleri kullanır. Ancak, bu teknoloji şu anda araştırma aşamasındadır ve dünyadaki yalnızca birkaç ultra büyük lazer sistemi protonları 100 mega-elektron voltluk bir enerji seviyesine hızlandırabilir.
Araştırmanın başkanı Tim Ziegler, daha küçük lazer ekipmanı ve daha kısa darbeler kullanarak benzer yüksek hızlandırıcı enerjilerine ulaşmak için lazer flaşlarının özelliklerinden yararlandıklarını, yani lazerin küçük bir kısmının "önleyici bir çalışma" gibi olduğunu ve özel bir plastik folyoda bir dizi karmaşık hızlandırma mekanizmasını tetiklediğini söyledi. Bu, DRACO adı verilen lazerin proton hızlandırma enerjisini büyük ölçüde iyileştiriyor.
Sonuçlar, DRACO lazerinin proton ivme enerjisinin önceki rekorunun yaklaşık 80 mega-elektron volt olduğunu ve şimdi orijinalinin neredeyse iki katı olan 150 mega-elektron volta ulaşabileceğini gösteriyor. Dahası, ivmeli parçacık demeti yüksek enerji ve düzgün hareketin mükemmel özelliklerini sergiliyor.
Araştırma ekibi, bu atılımın küçük lazer plazma hızlandırıcılarının tıp alanında, özellikle hassas tümör tedavi programlarında önemli bir rol oynamasını sağlayacağına inanıyor. Şu anda doktorlar bu tür araştırmaları yürütmek için çoğunlukla büyük terapötik hızlandırıcılara güveniyor. Mevcut büyük hızlandırıcılar çok fazla elektrik tüketirken, lazer plazma hızlandırıcıları daha ekonomik olabilir. Lazer flaşları ayrıca bilimsel ve teknolojik gelişim ve malzeme analizi için büyük önem taşıyan kısa ve yoğun nötron darbeleri üretmek için de kullanılabilir.
Ziegler, gelecekte ivmelenmeyi daha hassas bir şekilde kontrol etmek ve 200 megaelektronvolttan daha yüksek proton ivmelenme enerjisine ulaşmak için diğer laboratuvarlarla işbirliği yapmayı umduklarını söyledi.
