Столкновение лазеров удваивает энергию протонных лучей
Исследователи из Технологического университета Чалмерса и Гётеборгского университета представили новый метод двукратного увеличения энергии протонных лучей лазерных ускорителей частиц.
Прорыв может привести к более компактному, дешевому оборудованию для многих задач, включая протонную терапию, сообщает eurekalert.org. Последняя включает воздействие на опухоли лучами ускоренных частиц. Но необходимое оборудование настолько громоздкое и дорогое, что существует только в нескольких клиниках.
Современные мощные лазеры способны снизить стоимость и размеры оборудования, ускоряя частицы на меньших расстояниях – метры вместо километров. Но, до недавнего времени, не удавалось получить достаточно мощных протонных лучей. Шведские исследователи продвинулись в решении задачи, удвоив их энергию.
Выводы проекта представлены в Communications Physics.
Обычно лазер направляют на тонкую металлическую фольгу. Взаимодействие ведет к появлению насыщенного протонного луча. По новой методике импульс сначала разделяется надвое, одновременно направляясь на фольгу под разными углами. Возникшие при столкновении электромагнитные поля эффективно нагревают металл. Энергия протонного луча увеличивается в 2 раза при использовании аналогичного лазерного импульса.
«Получилось даже лучше, чем мы надеялись. Цель – достичь уровней энергии, применяемых в современной протонной терапии. В будущем мы сможем в 10 раз уменьшить размеры установок, делая их доступными для любой больницы», — сказал Жюльен Ферри из университета Чалмерса.
Авторы продолжат совершенствовать технику, планируя добиться десятикратного увеличения мощности.
«Возможно, процесс займет 30 лет. Но каждый шаг в этом направлении важен», — сказал профессор Тюнд Фюлёп из университета Чалмерса.
Помимо лечения рака, ускоренные протоны подходят для анализа материалов и снижения их радиоактивности. Они также важны для космической промышленности. Производство заряженных протонов в лаборатории позволит оценивать ущерб от такого воздействия для спутников и других систем.
