Lazeris pagreitina protonus, kad įrašytų lygį

Pasiekta maždaug 67 megaelektronvoltų radiacijos energija

1 paveikslas: Picos kūgio taikinys - mokslininkų vadinamas picos pavidalu - su lazerio spinduliu (raudona) iš kairės.
skaityti garsiai

Lazerio dalelių pagreitis yra nauja fizikos sritis, kuri, kaip tikimasi, ateityje reikšmingai pagerins šiuolaikinę vėžio spindulinę terapiją. Niekada anksčiau protonai su lazeriu nebuvo pagreitinti iki tokios didelės energijos, kokią dabar pasiekė tarptautinė fizikų komanda.

{1r} Buvo pasiekta maždaug 67 megaelektronvoltų (MeV) radiacijos energija. Elektrono voltas yra kinetinė energija, kurią dalelė gauna, kai įsibėgėja esant vieno volto įtampai. Pavyzdžiui, šios energijos diapazono radiacija reikalinga akių vėžiui gydyti.

Intensyvi lazerio šviesa, patekusi į materiją, gali pagreitinti mikroskopinių takelių dalelių energiją, kitaip tai įmanoma tik naudojant dideles greitintuvo sistemas. Viso pasaulio fizikai tiria lazerio dalelių pagreičio principą, siekdami generuoti dalelių radiaciją, be kita ko, ateityje, gydant vėžį.

Lazerio dalelių greitėjimo pasaulio rekordas

Dresdeno-Rossendorfo tyrimų centro (FZD) Radiacinės fizikos instituto profesorius Tomas Cowanas yra vienas iš pirmųjų mokslininkų, atlikusių protonų pagreičio lazeriu tyrimus. Naujausi įrašai yra Sandrine Gaillard eksperimentų, susijusių su jos daktaro laipsniu, kuriam vadovauja Cowan, rezultatas. Jie buvo sukurti kartu su FZD, Sandijos nacionalinės laboratorijos, Nevados universiteto Reno mieste ir Misūrio universiteto Kolumbijoje mokslininkais Los Alamos nacionalinėje laboratorijoje Naujojoje Meksikoje, JAV.

Naujasis lazerio dalelių pagreičio pasaulio rekordas iš esmės priklauso nuo specialiai suformuotų taikinių, ty taikinių paviršių. Mokslininkai panaudojo ultratrumpus lazerio impulsus, kurie sudarė maždaug 600 femtosekundžių (viena femtosekundė atitinka vieną milijardinę sekundės dalį) ir apie 80 džaulio plonų plėvelių, iš kurių išsikiša kūgį primenančios struktūros, kurių galiukai yra padengti plona vafliu. Paviršiai buvo modifikuoti nanotechnologiškai. displėjus

Kai intensyvi lazerio šviesa patenka į šių į priekį panašių mikrostruktūrų vidų, elektronai išeina iš medžiagos. Priešingai nei lygūs paviršiai, mikrostruktūros veikia kaip elektronų gaudyklė ir sulaiko elektronus. Sukurtame elektriniame lauke protonus galima pagreitinti iki didesnės energijos, nei buvo įmanoma anksčiau.

Išmatuokite protono pluošto tankį

Lazerio spindulio ir mikrostruktūrų sąveikai nustatyti ir vaizduoti mokslininkai panaudojo rentgeno spindulius. Detalesni tyrimai vis dar laukiami, tačiau kompiuterinės simuliacijos, kurias atliko FZD doktorantas Thomasas Kluge'as, jau gerai apibūdina naujus duomenis ir tokiu būdu leidžia gilesnes teorines įžvalgas apie procesus.

Tada tyrėjai nori išmatuoti protono pluošto tankį - be energijos, būtina medicinos taikymo sąlyga.

Rekordiniai matavimai bus ant 6. Tarptautinė sintezės mokslo ir programų konferencija, vyksianti 2009 m. Rugsėjo 6–11 d. San Fransiske, JAV.

(„idw“ - Drezdeno „Forschungszentrum“ - Rossendorfas, 2009 09 10 - DLO)