Zinātnieki Rossendorfas pētniecības centrā Helmholtz Drēzdenē, Vācijā, ir panākuši ievērojamu progresu lāzera plazmas paātrināšanā. Izmantojot novatorisku metodi, viņiem ir izdevies palielināt protonu enerģiju no aptuveni 80 līdz 150 mega-elektronu voltiem. Šis rezultāts ievērojami pārspēj iepriekšējo protonu paātrinājuma rekordu un ļauj mazām lāzerierīcēm pirmo reizi sasniegt tādus enerģijas līmeņus, kas līdz šim bija pieejami tikai daudz lielākās iekārtās. Paredzams, ka jaunākie pētījumi virzīs uz priekšu medicīnu un materiālu zinātni. Raksts ir publicēts Nature Physics 13. numurā.
Jaunā metode ievērojami palielina protonu paātrinājuma enerģiju, izmantojot lāzera impulsus (mākslinieciskais attēls). Attēla avots: Helmholtz Rosen pētniecības centrs Drēzdene, Vācija
Salīdzinot ar tradicionālajiem paātrinātājiem, lāzera plazmas paātrinātāji nepaļaujas uz spēcīgiem radioviļņiem, lai virzītu daļiņas, bet izmanto lāzerus, lai paātrinātu daļiņas. Taču šobrīd šī tehnoloģija ir izpētes stadijā, un pasaulē ir tikai dažas ļoti lielas lāzeru sistēmas, kas spēj paātrināt protonus līdz 100 MeV enerģijas līmenim.
Pētījuma vadītājs Tims Zieglers sacīja, ka, lai sasniegtu līdzīgas augstas paātrinātāja enerģijas, izmantojot mazākas lāzerierīces un īsākus impulsus, viņi izmantoja lāzera zibšņu īpašības, proti, neliela lāzera daļa darbojas kā "izlēciens". Speciālajā plastmasas folijā tiek iedarbināta virkne sarežģītu paātrinājuma mehānismu. Tas ievērojami palielina lāzera DRACO protonu paātrinājuma enerģiju.
Pētījumu rezultāti liecina, ka iepriekšējais DRACO lāzera protonu paātrinājuma enerģijas rekords bija aptuveni 80 MeV, un tagad tas var sasniegt 150 MeV, kas ir gandrīz divas reizes lielāks par sākotnējo. Turklāt paātrinātajam daļiņu staram piemīt ievērojamas augstas enerģijas un vienmērīgas kustības īpašības.
Pētnieku grupa uzskata, ka šis sasniegums ļaus maziem lāzera plazmas paātrinātājiem spēlēt nozīmīgu lomu medicīnas jomā, jo īpaši precīzās audzēju ārstēšanas programmās. Pašlaik ārsti šādu pētījumu veikšanai galvenokārt paļaujas uz lieliem terapeitiskajiem paātrinātājiem. Esošie liela mēroga paātrinātāji patērē milzīgu enerģijas daudzumu, un lāzera plazmas paātrinātāji var būt ekonomiskāki. Lāzera zibspuldzes var izmantot arī īsu un intensīvu neitronu impulsu ģenerēšanai, kam ir liela nozīme zinātnes un tehnoloģiju attīstībā un materiālu analīzē.
