Gli scienziati dell'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf in Germania hanno compiuto progressi significativi nell'accelerazione laser al plasma. Utilizzando un metodo innovativo, sono riusciti ad aumentare l'energia dei protoni da circa 80 MeV a 150 MeV. Questo risultato ha superato significativamente il precedente record di accelerazione dei protoni, consentendo a piccoli dispositivi laser di raggiungere livelli di energia finora disponibili solo in strutture più grandi. Si prevede che l'ultima ricerca promuoverà lo sviluppo della medicina e della scienza dei materiali. Il documento pertinente è stato pubblicato sulla rivista Nature Physics il 13.
Rispetto agli acceleratori tradizionali, gli acceleratori laser al plasma non si basano su potenti onde radio per guidare le particelle, ma utilizzano laser per accelerare le particelle. Tuttavia, questa tecnologia è attualmente in fase di ricerca e solo pochi sistemi laser ultra-grandi al mondo possono accelerare i protoni a un livello energetico di 100 mega-elettronvolt.
Tim Ziegler, il responsabile della ricerca, ha affermato che per ottenere simili elevate energie dell'acceleratore utilizzando apparecchiature laser più piccole e impulsi più brevi, hanno sfruttato le caratteristiche dei flash laser, ovvero una piccola parte del laser è come una "corsa preventiva", innescando una serie di complessi meccanismi di accelerazione in una speciale pellicola di plastica. Ciò migliora notevolmente l'energia di accelerazione dei protoni del laser chiamato DRACO.
I risultati mostrano che il precedente record di energia di accelerazione dei protoni del laser DRACO era di circa 80 mega-elettronvolt, e ora può raggiungere 150 mega-elettronvolt, quasi il doppio dell'originale. Inoltre, il fascio di particelle accelerate esibisce le eccellenti caratteristiche di alta energia e moto uniforme.
Il team di ricerca ritiene che questa svolta consentirà ai piccoli acceleratori laser al plasma di svolgere un ruolo importante nel campo medico, in particolare nei programmi di trattamento dei tumori di precisione. Attualmente, i medici si affidano principalmente a grandi acceleratori terapeutici per svolgere tale ricerca. I grandi acceleratori esistenti consumano molta elettricità, mentre gli acceleratori laser al plasma potrebbero essere più economici. I flash laser possono anche essere utilizzati per produrre impulsi di neutroni brevi e intensi, che sono di grande importanza per lo sviluppo scientifico e tecnologico e l'analisi dei materiali.
Ziegler ha affermato che sperano di collaborare con altri laboratori per controllare l'accelerazione in modo più preciso e raggiungere in futuro un'energia di accelerazione dei protoni superiore a 200 megaelettronvolt.
