Los científicos del Centro de Investigación Rossendorf en Helmholtz, Dresde (Alemania), han logrado importantes avances en la aceleración de plasma láser. Mediante un método innovador, han conseguido aumentar la energía de los protones de unos 80 a 150 megaelectronvoltios. Este resultado supera drásticamente el récord anterior de aceleración de protones y permite que los pequeños dispositivos láser alcancen, por primera vez, niveles de energía que hasta ahora solo estaban disponibles en instalaciones mucho más grandes. Se espera que la última investigación haga avanzar la medicina y la ciencia de los materiales. El artículo se publica en el número 13 de Nature Physics.
El nuevo método aumenta significativamente la energía de aceleración de protones mediante pulsos láser (imagen artística). Fuente de la imagen: Centro de Investigación Helmholtz Rosen de Dresde, Alemania
En comparación con los aceleradores tradicionales, los aceleradores de plasma láser no dependen de potentes ondas de radio para impulsar partículas, sino que utilizan láseres para acelerarlas. Sin embargo, esta tecnología se encuentra actualmente en fase de investigación y solo existen unos pocos sistemas láser de gran tamaño en el mundo capaces de acelerar protones a un nivel de energía de 100 MeV.
El director de la investigación, Tim Ziegler, explicó que para lograr energías de aceleración similares utilizando dispositivos láser más pequeños y pulsos más cortos, aprovecharon las características de los destellos láser, es decir, una pequeña parte del láser actúa como un "arranque rápido" en el interior de una lámina de plástico especial. Esto aumenta enormemente la energía de aceleración de protones del láser llamado DRACO.
Los resultados de la investigación muestran que el récord anterior de energía de aceleración de protones del láser DRACO era de aproximadamente 80 MeV, y ahora puede alcanzar los 150 MeV, casi el doble del original. Además, el haz de partículas aceleradas exhibe las características notables de alta energía y movimiento uniforme.
El equipo de investigación cree que este avance permitirá que los pequeños aceleradores de plasma láser desempeñen un papel importante en el campo médico, especialmente en los programas de tratamiento de tumores de precisión. En la actualidad, los médicos dependen principalmente de grandes aceleradores terapéuticos para realizar este tipo de investigaciones. Los aceleradores de gran escala existentes consumen enormes cantidades de energía y los aceleradores de plasma láser pueden resultar más económicos. Los destellos láser también se pueden utilizar para generar pulsos de neutrones cortos e intensos, que son de gran importancia para el desarrollo científico y tecnológico y el análisis de materiales.
