Saksamaal Helmholtz Dresdenis asuva Rossendorfi uurimiskeskuse teadlased on laserplasma kiirenduse vallas teinud märkimisväärseid edusamme. Uuendusliku meetodi abil on neil õnnestunud suurendada prootonite energiat umbes 80-lt 150 megaelektronvoldile. See tulemus ületab dramaatiliselt senise prootonikiirenduse rekordi ja võimaldab väikestel laserseadmetel esmakordselt saavutada energiatasemeid, mis on seni saadaval ainult palju suuremates rajatistes. Eeldatakse, et uusimad uuringud edendavad meditsiini ja materjaliteadust. Artikkel on avaldatud ajakirja Nature Physics 13. numbris.
Uus meetod suurendab oluliselt prootonite kiirenduse energiat laserimpulsside abil (kunstiline pilt). Pildi allikas: Helmholtz Roseni uurimiskeskus Dresden, Saksamaa
Võrreldes traditsiooniliste kiirenditega ei tugine laserplasma kiirendid osakeste edasiviimiseks võimsatele raadiolainetele, vaid kasutavad osakeste kiirendamiseks lasereid. See tehnoloogia on aga praegu uurimisjärgus ja maailmas on vaid üksikud väga suured lasersüsteemid, mis suudavad kiirendada prootoneid 100 MeV energiatasemeni.
Uurimistöö juht Tim Ziegler ütles, et väiksemate laserseadmete ja lühemate impulsside abil sarnaste suurte kiirendite energiate saavutamiseks kasutasid nad ära laservälkude omadusi, st väike osa laserist toimib nagu "hüppstart". Spetsiaalses plastfooliumis käivitatakse rida keerukaid kiirendusmehhanisme. See suurendab oluliselt laseri nimega DRACO prootoni kiirenduse energiat.
Uuringutulemused näitavad, et DRACO laseri eelmine prootonikiirenduse energiarekord oli umbes 80 MeV ja nüüd võib see ulatuda 150 MeV-ni, mis on peaaegu kaks korda suurem kui originaal. Veelgi enam, kiirendatud osakeste kiirel on kõrge energia ja ühtlase liikumise märkimisväärsed omadused.
Uurimisrühm usub, et see läbimurre võimaldab väikestel laserplasma kiirenditel mängida olulist rolli meditsiinivaldkonnas, eriti kasvaja täppisravi programmides. Arstid toetuvad praegu selliste uuringute läbiviimiseks peamiselt suurtele terapeutilistele kiirenditele. Olemasolevad suuremahulised kiirendid tarbivad tohutult energiat ja laserplasma kiirendid võivad olla säästlikumad. Laservälku saab kasutada ka lühikeste ja intensiivsete neutronimpulsside genereerimiseks, millel on suur tähtsus teaduse ja tehnoloogia arengus ning materjalide analüüsis.
