دانشمندان مرکز تحقیقاتی Rossendorf در هلمهولتز درسدن آلمان، پیشرفت قابل توجهی در شتاب لیزر پلاسما داشته اند. آنها با استفاده از روشی نوآورانه موفق به افزایش انرژی پروتون از حدود 80 به 150 مگا الکترون ولت شده اند. این نتیجه به طور چشمگیری از رکورد قبلی شتاب پروتون فراتر رفته و به دستگاه های لیزری کوچک اجازه می دهد تا برای اولین بار به سطوح انرژی دست یابند که تاکنون فقط در تاسیسات بسیار بزرگتر موجود بوده است. انتظار می‌رود که آخرین تحقیقات باعث پیشرفت پزشکی و علم مواد شود. این مقاله در شماره سیزدهم Nature Physics منتشر شده است.
روش جدید انرژی شتاب پروتون را از طریق پالس های لیزری (تصویر هنری) به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. منبع تصویر: مرکز تحقیقات هلمهولتز روزن درسدن، آلمان
در مقایسه با شتاب‌دهنده‌های سنتی، شتاب‌دهنده‌های پلاسما لیزری برای به حرکت درآوردن ذرات به امواج رادیویی قدرتمند متکی نیستند، بلکه از لیزر برای شتاب دادن به ذرات استفاده می‌کنند. با این حال، این فناوری در حال حاضر در مرحله تحقیقاتی است و تنها چند سیستم لیزری بسیار بزرگ در جهان وجود دارد که می تواند پروتون ها را تا سطح انرژی 100 مگا ولت شتاب دهد.
تیم زیگلر، رهبر تحقیقات گفت که برای دستیابی به انرژی‌های شتاب‌دهنده بالا با استفاده از دستگاه‌های لیزری کوچک‌تر و پالس‌های کوتاه‌تر، آنها از ویژگی‌های فلاش‌های لیزری استفاده کردند، یعنی بخش کوچکی از لیزر مانند یک "جهش استارت" در لیزر عمل می‌کند. مجموعه ای از مکانیسم های شتاب پیچیده در داخل فویل پلاستیکی ویژه فعال می شوند. این انرژی شتاب پروتون لیزری به نام DRACO را به شدت افزایش می دهد.
نتایج تحقیقات نشان می دهد که رکورد انرژی شتاب پروتون قبلی لیزر DRACO حدود 80 مگا ولت بوده است و اکنون می تواند به 150 مگا ولت برسد که تقریباً دو برابر اصلی است. علاوه بر این، پرتو ذرات شتاب‌دار ویژگی‌های قابل توجه انرژی بالا و حرکت یکنواخت را نشان می‌دهد.
تیم تحقیقاتی بر این باور است که انتظار می‌رود این پیشرفت، شتاب‌دهنده‌های پلاسمای لیزری کوچک را قادر سازد تا نقش مهمی در زمینه پزشکی، به ویژه در برنامه‌های درمان دقیق تومور ایفا کنند. در حال حاضر پزشکان برای انجام چنین تحقیقاتی عمدتاً به شتاب دهنده های درمانی بزرگ متکی هستند. شتاب‌دهنده‌های بزرگ مقیاس موجود، انرژی زیادی مصرف می‌کنند، و شتاب‌دهنده‌های پلاسما لیزری ممکن است مقرون به صرفه‌تر باشند. فلاش های لیزری همچنین می توانند برای تولید پالس های کوتاه و شدید نوترونی استفاده شوند که برای توسعه علمی و فناوری و تجزیه و تحلیل مواد اهمیت زیادی دارند.
