Vědci z výzkumného centra Rossendorf v německém Helmholtz Dresden dosáhli výrazného pokroku v urychlování laserové plazmy. Pomocí inovativní metody se jim podařilo zvýšit energii protonů z přibližně 80 na 150 megaelektronvoltů. Tento výsledek dramaticky překonává předchozí rekord v oblasti protonové akcelerace a umožňuje malým laserovým zařízením poprvé dosáhnout úrovně energie, která byla dosud dostupná pouze v mnohem větších zařízeních. Očekává se, že nejnovější výzkum posílí medicínu a vědu o materiálech. Článek je publikován ve 13. čísle Nature Physics.
Nová metoda výrazně zvyšuje energii urychlení protonů prostřednictvím laserových pulzů (umělecký obraz). Zdroj obrázků: Helmholtz Rosen Research Center Dresden, Germany
Ve srovnání s tradičními urychlovači se laserové urychlovače plazmatu 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 na světě existuje jen několik velmi velkých laserových systémů, které dokážou urychlit protony na energetickou hladinu 100 MeV.
Vedoucí výzkumu Tim Ziegler řekl, že aby bylo možné dosáhnout podobně vysokých energií urychlovače pomocí menších laserových zařízení a kratších pulzů, využili charakteristiky laserových záblesků, to znamená, že malá část laseru funguje jako „skokový start“ na Ve speciální plastové fólii se spouští řada složitých akceleračních mechanismů. To značně zvyšuje energii urychlení protonů laseru zvaného DRACO.
Výsledky výzkumu ukazují, že předchozí záznam energie protonového urychlení laseru DRACO byl asi 80 MeV a nyní může dosáhnout 150 MeV, téměř dvojnásobku původního. Navíc paprsek urychlených částic vykazuje pozoruhodné 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. Lékaři v současnosti při provádění takového výzkumu spoléhají hlavně na velké terapeutické urychlovače. Stávající velké urychlovače spotřebovávají obrovské množství energie a laserové plazmové urychlovače mohou být ekonomičtější. Laserové záblesky lze také použít ke generování krátkých a intenzivních neutronových pulzů, které mají velký význam pro vědecký a technologický vývoj a analýzu materiálů.
