Rossendorfo tyrimų centro Helmholtz Dresden (Vokietija) mokslininkai padarė didelę pažangą lazerio plazmos pagreitinimo srityje. Naudodami naujovišką metodą, jiems pavyko padidinti protonų energiją nuo maždaug 80 iki 150 megaelektronų voltų. Šis rezultatas smarkiai pranoksta ankstesnį protonų pagreičio rekordą ir leidžia mažiems lazeriniams įrenginiams pirmą kartą pasiekti tokį energijos lygį, koks iki šiol buvo prieinamas tik daug didesniuose įrenginiuose. Tikimasi, kad naujausi tyrimai paskatins mediciną ir medžiagų mokslą. Straipsnis paskelbtas 13-ajame „Nature Physics“ numeryje.
Naujasis metodas žymiai padidina protonų pagreičio energiją lazerio impulsais (meninis vaizdas). Vaizdo šaltinis: Helmholtz Rosen tyrimų centras, Drezdenas, Vokietija
Palyginti su tradiciniais greitintuvais, lazeriniai plazmos greitintuvai dalelėms varyti nesiremia galingomis radijo bangomis, o naudoja lazerius dalelėms pagreitinti. Tačiau ši technologija šiuo metu yra tyrimų stadijoje, o pasaulyje yra tik kelios labai didelės lazerinės sistemos, galinčios pagreitinti protonus iki 100 MeV energijos lygio.
Tyrimo vadovas Timas Ziegleris teigė, kad norėdami pasiekti panašias dideles greitintuvo energijas naudojant mažesnius lazerinius įrenginius ir trumpesnius impulsus, jie pasinaudojo lazerio blyksnių savybėmis, tai yra, nedidelė lazerio dalis veikia kaip „šoktelėjimas“. Specialioje plastikinėje plėvelėje suveikia daugybė sudėtingų pagreičio mechanizmų. Tai labai padidina lazerio, vadinamo DRACO, protonų pagreičio energiją.
Tyrimų rezultatai rodo, kad ankstesnis DRACO lazerio protonų pagreičio energijos rekordas buvo apie 80 MeV, o dabar gali siekti 150 MeV, beveik dvigubai daugiau nei originalas. Be to, pagreitintas dalelių pluoštas pasižymi nepaprastomis didelės energijos ir tolygaus judėjimo savybėmis.
Mokslininkų komanda mano, kad šis proveržis tikimasi, kad maži lazeriniai plazmos greitintuvai atliks svarbų vaidmenį medicinos srityje, ypač tiksliose navikų gydymo programose. Šiuo metu gydytojai, atlikdami tokius tyrimus, daugiausia pasikliauja dideliais terapiniais greitintuvais. Esami didelio masto greitintuvai sunaudoja daug energijos, o lazeriniai plazmos greitintuvai gali būti ekonomiškesni. Lazerio blyksniai taip pat gali būti naudojami trumpiems ir intensyviems neutronų impulsams generuoti, kurie yra labai svarbūs mokslo ir technologijų plėtrai bei medžiagų analizei.
