Een onderzoeksteam onder leiding van natuurkundigen van LMU München meldt een aanzienlijke vooruitgang in lasergestuurde deeltjesversnelling. Met behulp van kleine plastic kralen als doelen, ze hebben protonenbundels geproduceerd met unieke eigenschappen, nieuwe kansen bieden voor toekomstige studies.

In hun experimenten, een team onder leiding van natuurkundigen van LMU München vuurde een krachtige laserpuls af op een micrometergrote plastic bol, een stel protonen van het doelwit afschieten en ze versnellen tot snelheden die de lichtsnelheid benaderen. De resulterende snelheidsverdeling is veel smaller dan die verkregen wanneer dunne metaalfolies als doelen worden gebruikt. De fysicus presenteert hun onderzoeksresultaten nu in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie

De afgelopen jaren zijn opmerkelijke vorderingen gemaakt in de ontwikkeling van een nieuwe benadering van de versnelling van subatomaire deeltjes. Deze strategie maakt gebruik van de intense elektrische velden die gepaard gaan met gepulseerde, hoogenergetische laserstralen om elektronen en protonen te versnellen tot 'relativistische' snelheden (d.w.z. snelheden die die van licht benaderen). tot nu toe, het laserschot is over het algemeen gericht op een dunne metaalfolie, genereren en versnellen van een plasma van vrije elektronen en positief geladen ionen. Natuurkundigen van LMU hebben het foliedoel nu vervangen door een plastic microbolletje met een diameter van een miljoenste meter. Deze kralen zijn zo klein dat ze niet met mechanische middelen stabiel kunnen worden geplaatst. In plaats daarvan, de onderzoekers gebruiken een elektrisch veld om het doeldeeltje te laten zweven. Met behulp van een feedbackcircuit, de zwevende kraal kan met voldoende precisie worden gevangen om ervoor te zorgen dat deze niet van de straalas afdrijft. De elektromagnetische val is ontworpen en gebouwd in de afdeling Medische Fysica van de LMU.

"De basisbenadering is analoog aan botsingen tussen biljartballen. In ons experiment, een van de ballen is gemaakt van licht en de andere is ons kleine zwevende doelwit, " legt Peter Hilz uit, die de experimenten leidde. Deze nieuwe benadering van het genereren van protonenbundels zal experimenten mogelijk maken die tot nu toe buiten bereik waren.