НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ


Шведским ученым удалось удвоить энергию протонного пучка, создаваемого лазерными ускорителями частиц

Стокгольм, 31 мая, АЗЕРТАДЖ

Исследователи из Технологического университета Чалмерса и Гетеборгского университета в Швеции разработали новый метод, который может удвоить энергию протонного пучка, создаваемого лазерными ускорителями частиц. Этот прорыв может привести к созданию более компактного и более дешевого оборудования, которое может быть полезным для многих применений, включая протонную терапию.

Об этом сообщает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на специальное сообщение, распространенное Техническим университетом Чалмерса.

Протонная терапия включает в себя запуск пучка ускоренных протонов при раковых опухолях, убивая их при облучении. Но необходимое оборудование настолько большое и дорогое, что оно существует только в нескольких местах по всему миру. Современные мощные лазеры позволяют снизить размеры и стоимость оборудования, поскольку они могут ускорять частицы на гораздо более коротком расстоянии, чем традиционные ускорители, - сокращая расстояние, необходимое от километров до метров. Проблема заключается в том, что, несмотря на усилия исследователей по всему миру, генерируемые лазером протонные пучки в настоящее время недостаточно энергичны. Но теперь шведские исследователи представляют новый метод, который дает удвоение энергии, что является большим скачком вперед. Стандартный подход включает в себя запуск лазерного импульса на тонкой металлической фольге с взаимодействием, приводящим к пучку высоко заряженных протонов. Вместо этого новый метод предполагает сначала расщепление лазера на два менее интенсивных импульса, а затем наложение обоих на фольгу с двух разных углов одновременно. Когда два импульса сталкиваются с фольгой, возникающие в результате электромагнитные поля чрезвычайно эффективно нагревают фольгу. Техника приводит к протонам с большей энергией при использовании той же начальной энергии лазера, что и при стандартном подходе.

«Это сработало даже лучше, чем мы смели надеяться. Цель состоит в том, чтобы достичь уровней энергии, которые фактически используются в протонной терапии сегодня. В будущем, возможно, будет возможность построить более компактное оборудование, составляющее лишь одну десятую от нынешнего размера, чтобы обычная больница могла предложить своим пациентам протонную терапию», - говорит Жюльен Ферри, исследователь из факультета физики Технологического университета Чалмерса, один из ученых, сделавших открытие. Уникальным преимуществом протонной терапии является ее точность в нацеливании на раковые клетки. Убивая их, она при этом не травмирует здоровые клетки или близлежащие органы. Таким образом, этот метод имеет решающее значение для лечения глубоко расположенных опухолей, например, в головном мозге или позвоночнике. Чем выше энергия протонного пучка, тем дальше он проникает в организм для борьбы с раковыми клетками.

Тем не менее, несмотря на то, что достижения исследователей в удвоении энергии протонных пучков представляют собой большой прорыв, до конечной цели еще далеко. «Нам нужно в 10 раз увеличить текущие энергетические уровни, чтобы действительно нацелиться вглубь тела», - отмечают ученые.

Однако даже нынешние результаты являются многообещающими, так как ускоренные протоны не только интересны для лечения рака. Их можно использовать и для исследования и анализа различных материалов, а также для того, чтобы сделать радиоактивный материал менее вредным. Данные технологии также важны для космической отрасли. Энергичные протоны составляют большую часть космического излучения, которое наносит ущерб спутникам и другому космическому оборудованию. Производство энергичных протонов в лаборатории позволяет исследователям изучать, как происходит такое повреждение, и разрабатывать новые материалы, которые могут лучше противостоять износу от космических путешествий.

Отметим, что результаты исследований были опубликованы в знаменитом научном журнале «Communications Physics».

Рауф Алиев

собкор АЗЕРТАДЖ

Стокгольм

© При использовании информации гиперссылка обязательна.
При обнаружении в тексте ошибки, надо ее выделить, нажав на клавиши ctrl + enter, и отправить нам

НАПИСАТЬ АВТОРУ

заполните места, указанные значком *

Пожалуйста, введите буквы, указанные на рисунке
Буквы могут быть как прописными, так и строчными