Cientistas do Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf na Alemanha fizeram progressos significativos na aceleração de plasma a laser. Usando um método inovador, eles aumentaram com sucesso a energia do próton de cerca de 80 MeV para 150 MeV. Essa conquista superou significativamente o recorde anterior de aceleração de prótons, permitindo que pequenos dispositivos a laser atingissem níveis de energia que só estavam disponíveis em instalações maiores até agora. Espera-se que a pesquisa mais recente promova o desenvolvimento da medicina e da ciência dos materiais. O artigo relevante foi publicado no periódico Nature Physics no dia 13.
Comparados com aceleradores tradicionais, os aceleradores de plasma a laser não dependem de ondas de rádio poderosas para conduzir partículas, mas usam lasers para acelerar partículas. No entanto, essa tecnologia está atualmente em fase de pesquisa, e apenas alguns sistemas de laser ultragrandes no mundo podem acelerar prótons a um nível de energia de 100 mega-elétron-volts.
Tim Ziegler, o chefe da pesquisa, disse que para atingir energias de acelerador altas semelhantes usando equipamentos de laser menores e pulsos mais curtos, eles aproveitaram as características dos flashes de laser, ou seja, uma pequena parte do laser é como uma "corrida preventiva", disparando uma série de mecanismos complexos de aceleração em uma folha de plástico especial. Isso melhora muito a energia de aceleração de prótons do laser chamado DRACO.
Os resultados mostram que o recorde anterior de energia de aceleração de prótons do laser DRACO era de cerca de 80 mega-elétron-volts, e agora pode atingir 150 mega-elétron-volts, quase o dobro do original. Além disso, o feixe de partículas aceleradas exibe as excelentes características de alta energia e movimento uniforme.
A equipe de pesquisa acredita que essa descoberta deve permitir que pequenos aceleradores de plasma a laser desempenhem um papel importante no campo médico, especialmente em programas de tratamento de tumores de precisão. Atualmente, os médicos dependem principalmente de grandes aceleradores terapêuticos para realizar essas pesquisas. Os grandes aceleradores existentes consomem muita eletricidade, enquanto os aceleradores de plasma a laser podem ser mais econômicos. Os flashes de laser também podem ser usados para produzir pulsos de nêutrons curtos e intensos, que são de grande importância para o desenvolvimento científico e tecnológico e análise de materiais.
Ziegler disse que eles esperam cooperar com outros laboratórios para controlar a aceleração com mais precisão e atingir uma energia de aceleração de prótons de mais de 200 megaelétrons-volts no futuro.
