Almanya, Dresden Helmholtz'daki Rossendorf Araştırma Merkezi'ndeki bilim insanları, lazer plazma hızlandırma konusunda önemli ilerlemeler kaydetti. Yenilikçi bir yöntem kullanarak, proton enerjisini yaklaşık 80'den 150 mega-elektron volta çıkarmayı başardılar. Bu sonuç, proton hızlandırma için önceki rekoru önemli ölçüde aştı ve küçük lazer cihazlarının, şimdiye kadar yalnızca çok daha büyük tesislerde bulunan enerji seviyelerine ilk kez ulaşmasını sağladı. Son araştırmanın tıp ve malzeme bilimini ilerletmesi bekleniyor. Makale, Nature Physics'in 13. sayısında yayınlandı.
Yeni yöntem, lazer darbeleri yoluyla proton hızlandırma enerjisini önemli ölçüde artırır (sanatsal görüntü). Görsel kaynağı: Helmholtz Rosen Araştırma Merkezi Dresden, Almanya
Geleneksel hızlandırıcılarla karşılaştırıldığında, lazer plazma hızlandırıcıları parçacıkları itmek için güçlü radyo dalgalarına güvenmez, bunun yerine parçacıkları hızlandırmak için lazerleri kullanır. Ancak, bu teknoloji şu anda araştırma aşamasındadır ve dünyada protonları 100 MeV enerji seviyesine hızlandırabilen çok az sayıda büyük lazer sistemi bulunmaktadır.
Araştırma lideri Tim Ziegler, daha küçük lazer cihazları ve daha kısa darbeler kullanarak benzer yüksek hızlandırıcı enerjilerine ulaşmak için lazer flaşlarının özelliklerinden yararlandıklarını, yani lazerin küçük bir kısmının "atlama başlangıcı" gibi davrandığını söyledi. Özel plastik folyo içinde bir dizi karmaşık hızlandırma mekanizması tetiklenir. Bu, DRACO adı verilen lazerin proton hızlandırma enerjisini büyük ölçüde artırır.
Araştırma sonuçları, DRACO lazerinin önceki proton ivmelenme enerjisi rekorunun yaklaşık 80 MeV olduğunu ve şimdi orijinalinin neredeyse iki katı olan 150 MeV'ye ulaşabileceğini gösteriyor. Dahası, ivmelenen parçacık demeti yüksek enerji ve düzgün hareket gibi dikkate değer özellikler sergiliyor.
Araştırma ekibi, bu atılımın küçük lazer plazma hızlandırıcılarının tıp alanında, özellikle hassas tümör tedavi programlarında önemli bir rol oynamasını sağlayacağına inanıyor. Doktorlar şu anda bu tür araştırmaları yürütmek için çoğunlukla büyük terapötik hızlandırıcılara güveniyor. Mevcut büyük ölçekli hızlandırıcılar çok miktarda güç tüketiyor ve 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.
