Неидеальность лазерного импульса помогла разогнать ионы
Физики обнаружили и объяснили принцип ускорения ионов за счет давления света с уменьшением энергетических потерь на разгон протонов. Оказалось, что для этого требуется неидеальная форма лазерного импульса и оптимальная толщина мишени. Исследованный эффект поможет упростить оборудование для ионной лучевой терапии. Работа опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней пишет Physics.
Ионные пучки играют важную роль в экспериментальной и прикладной физике. Область их применения достаточно широка и простирается от микроскопии поверхности до борьбы с раком. В последнем случае ионы могут стать единственным способом борьбы с раковыми клетками, которые устойчивы к традиционной лучевой терапии.
Довольно часто медицинские центры, которые предоставляют такой тип терапии, расположены в непосредственной близости от ионных ускорителей. Однако есть и другая технология создания ионных пучков, основанная на их лазерном ускорении за счет давления света. Она основана на испарении мишени мощным лазерным импульсом и последующим разгоном образующихся в плазме ионов. Одной из проблем при этом становится загрязнение пучка частиц протонами, которые охотнее разгоняются лазером из-за меньшей массы, уменьшая тем самым эффективность метода.
Аодхан МакИлвенни (Aodhan McIlvenny) из Университета Квинс в Белфасте с коллегами из Великобритании, Италии, Румынии и Франции сообщил об экспериментальной проверке гипотезы о том, что при облучении тонкой фольги мощным лазерным импульсом существует некоторая оптимальная толщина, для которой энергия разгона ионов значительно превышает энергию протонов. Для этого они использовали лазер GEMINI, расположенный в Лаборатории Резерфорда-Эплтона.