Ученые представили новый метод ускорения ионов в условиях лазерной плазмы, основанный на возможности генерировать условия для сверхсильных квазистатических электрических полей. Отмечена важность данного метода для медицины, в протонной терапии при эффективном лечении онкологических заболеваний. Подробная информация опубликована в Scientific Reports.
Ионизирующая радиация, применяемая в лечении онкологических заболеваний, губительно воздействует не только для на саму опухоль, задействуются и здоровые окружающие ткани. Это ограничивает требуемую от гамма-лучей мощность, формирующую их в пучок при использовании радиотерапии. Здесь выгоднее применять протоны. Точно фокусируемые на опухоли, они не наносят повреждений здоровому окружению из тканей.
Только получение пучка из протонов, потребует использования дорогостоящего ускорителя для заряженных частиц. Данное обстоятельство заставило многие университеты мира заняться поиском методов альтернативной генерации, активирующей пучки из заряженных сверхбыстрых частиц. Как вариант, рассматривается - лазерный ускоритель.
Учеными исследованы свойства сверхсильного лазерного импульса, распространяемого в плазменном потоке. В условиях электромагнитного поля, мощность которого выше нескольких петаватт, электроны активируют излучение сильнейшей активности. Такое излучение, своей «отдачей», активизирует силы радиационного трения, определяющие движение электронов при участии силы Лоренца. В данном случае физиками обнаружено, что при замедлении силы радиационного трения, движения в плоскости электронов, перпендикулярно распространению потока лазерного луча, а движение ускоренных электронов, стремительно направленно вперед. В итоге выяснилось, что получается возможность эффективно разделить заряд в плазме, при этом усиливаются свойства продольного электрического поля.
