Vědci z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf v Německu dosáhli významného pokroku v urychlování laserové plazmy. Pomocí inovativní metody úspěšně zvýšili energii protonu z asi 80 MeV na 150 MeV. Tento úspěch výrazně překonal předchozí rekord protonové akcelerace a umožnil malým laserovým zařízením dosáhnout energetických úrovní, které byly dosud dostupné pouze ve větších zařízeních. Očekává se, že nejnovější výzkum podpoří rozvoj medicíny a vědy o materiálech. Příslušný článek byl publikován v časopise Nature Physics dne 13.
Ve srovnání s tradičními urychlovači se laserové plazmové urychlovače nespoléhají na výkonné rádiové vlny k pohonu částic, ale využívají lasery k urychlování částic. Tato technologie je však v současné době ve fázi výzkumu a jen několik ultra velkých laserových systémů na světě dokáže urychlit protony na energetickou hladinu 100 megaelektronvoltů.
Tim Ziegler, vedoucí výzkumu, uvedl, že k dosažení podobně vysokých energií urychlovače pomocí menšího laserového zařízení a kratších pulzů využili vlastnosti laserových záblesků, to znamená, že malá část laseru je jako „ preemptivní běh“, spouštějící řadu složitých akceleračních mechanismů ve speciální plastové fólii. To výrazně zlepšuje energii urychlení protonů laseru zvaného DRACO.
Výsledky ukazují, že předchozí záznam energie urychlení protonů laseru DRACO byl asi 80 megaelektronvoltů a nyní může dosáhnout 150 megaelektronvoltů, téměř dvojnásobek původního. Navíc paprsek urychlených částic vykazuje vynikající vlastnosti vysoké energie a rovnoměrného pohybu.
Výzkumný tým věří, že se očekává, že tento průlom umožní malým laserovým plazmovým urychlovačům hrát důležitou roli v lékařské oblasti, zejména v programech precizní léčby nádorů. V současné době lékaři při provádění takového výzkumu spoléhají především na velké terapeutické urychlovače. Stávající velké urychlovače spotřebují hodně elektřiny, zatímco laserové plazmové urychlovače mohou být ekonomičtější. Laserové záblesky lze také použít k produkci krátkých a intenzivních neutronových pulzů, které mají velký význam pro vědecký a technologický vývoj a analýzu materiálů.
Ziegler řekl, že doufají ve spolupráci s dalšími laboratořemi na přesnější řízení zrychlení a dosažení energie zrychlení protonů více než 200 megaelektronvoltů v budoucnu.
