Учени от Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf в Германия постигнаха значителен напредък в лазерното плазмено ускорение. Използвайки иновативен метод, те успешно увеличиха енергията на протоните от около 80 MeV до 150 MeV. Това постижение значително надмина предишния рекорд за ускорение на протони, позволявайки на малки лазерни устройства да постигнат енергийни нива, които досега са били налични само в по-големи съоръжения. Очаква се най-новите изследвания да насърчат развитието на медицината и науката за материалите. Съответният документ е публикуван в списанието Nature Physics на 13-ти.
В сравнение с традиционните ускорители, лазерните плазмени ускорители не разчитат на мощни радиовълни за задвижване на частици, а използват лазери за ускоряване на частици. Тази технология обаче в момента е в етап на изследване и само няколко свръхголеми лазерни системи в света могат да ускорят протоните до енергийно ниво от 100 мегаелектронволта.
Тим Зиглер, ръководител на изследването, каза, че за да се постигнат подобни високи енергии на ускорителя, използвайки по-малко лазерно оборудване и по-къси импулси, те са се възползвали от характеристиките на лазерните светкавици, т.е. малка част от лазера е като " превантивно бягане", задействайки серия от сложни механизми за ускоряване в специално пластмасово фолио. Това значително подобрява енергията на ускорението на протоните на лазера, наречен DRACO.
Резултатите показват, че предишният рекорд на енергията на ускоряване на протоните на лазера DRACO е бил около 80 мегаелектронволта, а сега може да достигне 150 мегаелектронволта, почти два пъти повече от оригинала. Освен това ускореният лъч от частици показва отличните характеристики на висока енергия и равномерно движение.
Изследователският екип вярва, че този пробив се очаква да позволи на малките лазерни плазмени ускорители да играят важна роля в областта на медицината, особено в програмите за прецизно лечение на тумори. В момента лекарите разчитат основно на големи терапевтични ускорители, за да извършват подобни изследвания. Съществуващите големи ускорители консумират много електроенергия, докато лазерните плазмени ускорители може да са по-икономични. Лазерните светкавици могат да се използват и за получаване на къси и интензивни неутронни импулси, които са от голямо значение за научното и технологичното развитие и анализа на материалите.
Ziegler каза, че се надяват да си сътрудничат с други лаборатории, за да контролират ускорението по-прецизно и да постигнат енергия за ускорение на протони от повече от 200 мегаелектронволта в бъдеще.
