Pin It

Μια νέα μέθοδος ικανή να διπλασιάσει μια δέσμη πρωτονίων που παράγεται μέσω επιταχυντών σωματιδίων με βάση το λέιζερ έχει αναπτυχθεί στη Σουηδία. Αυτό θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για ιατρικές εφαρμογές χαμηλότερου κόστους, όπως η θεραπεία με πρωτόνια. Η νέα εξέλιξη που αφορά την επιτάχυνση των πρωτονίων σε κράτη υψηλής ενέργειας προέρχεται από επιστήμονες που εδρεύουν στο Σουηδικό Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Chalmers μαζί με ερευνητές του Πανεπιστημίου του Γκέτεμποργκ. Ο στόχος ήταν να ανοίξει ο δρόμος για την κατασκευή ενός συμπαγούς, φθηνότερου εξοπλισμού που χρησιμοποιεί πρωτόνια.

Η βάση της έρευνας ήταν ότι τα σύγχρονα λέιζερ υψηλής ισχύος έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν το μέγεθος και το κόστος εξοπλισμού που βασίζονται σε πρωτόνια, καθώς η εφαρμογή αυτή μπορεί να επιταχύνει τα σωματίδια σε πολύ μικρότερη απόσταση σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς επιταχυντές. Αυτό μειώνει την απόσταση που απαιτείται από χιλιόμετρα έως μέτρα. Η πρόκληση που αντιμετωπίζουν οι επιστήμονες είναι ότι οι δέσμες πρωτονίων που παράγονται με λέιζερ δεν είναι αρκετά ενεργητικές. Οι Σουηδοί ερευνητές έχουν αναπτύξει μια νέα μέθοδο η οποία αποφέρει διπλασιασμό της ενέργειας, ανοίγοντας το δρόμο για νέες συσκευές που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για πρωτονιακή θεραπεία.

Η θεραπεία με πρωτόνια είναι ένας τύπος θεραπείας σωματιδίων (ακτινοθεραπεία) που χρησιμοποιεί δέσμη πρωτονίων για την ακτινοβόληση ασθενούς ιστού, συνηθέστερα στη θεραπεία του καρκίνου. Η ιατρική βάση είναι ότι τα φορτισμένα σωματίδια βλάπτουν το DNA των κυττάρων, τελικά τα σκοτώνουν σταματώντας την αναπαραγωγή τους. Οι εφαρμογές μέχρι σήμερα δείχνουν ότι η θεραπεία με πρωτόνια μπορεί να προκαλέσει λιγότερες ανεπιθύμητες ενέργειες σε σύγκριση με την παραδοσιακή ακτινοβολία, καθώς το ιατρικό προσωπικό μπορεί να ελέγξει καλύτερα πού οι δέσμες πρωτονίων εναποθέτουν την ενέργειά τους.

Η νέα μέθοδος βασίζεται στην αλληλεπίδραση λέιζερ-στερεά και χωρίζει ένα λέιζερ σε δύο λιγότερο έντονους παλμούς (σε σύγκριση με την τρέχουσα τεχνολογία που χρησιμοποιεί ένα, πιο έντονο λέιζερ), και στη συνέχεια πυροδοτεί αυτά τα λέιζερ σε ένα φύλλο φύλλου από δύο διαφορετικές γωνίες ταυτόχρονα. Στο σημείο αυτό οι δύο παλμοί συγκρούονται στο φύλλο, αυτό δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο το οποίο θερμαίνει το φύλλο πολύ αποτελεσματικά. Το τελικό αποτέλεσμα είναι υψηλότερα ενεργειακά πρωτόνια (σημαντική βελτίωση των φασμάτων πρωτονίων) με βάση την ίδια αρχική ενέργεια λέιζερ με τις τρέχουσες προσεγγίσεις.

Σχολιάζοντας την εξέλιξη, ο Julien Ferri, ερευνητής στο Τμήμα Φυσικής του Chalmers, δήλωσε : "Αυτό έχει λειτουργήσει ακόμη καλύτερα από ό, τι τολμούσαμε να ελπίζουμε.Το στόχο είναι να φτάσουμε τα ενεργειακά επίπεδα που χρησιμοποιούνται στην πρωτονιακή θεραπεία σήμερα. τότε θα μπορούσε να είναι δυνατή η κατασκευή πιο συμπαγούς εξοπλισμού, μόνο το ένα δέκατο του σημερινού μεγέθους, έτσι ώστε ένα κανονικό νοσοκομείο να μπορεί να προσφέρει στους ασθενείς τους πρωτονιακή θεραπεία ". Η τεχνολογία αναλύεται λεπτομερώς στο περιοδικό Nature Communications Physics , με το ερευνητικό έγγραφο με τίτλο "Ενισχυμένη φυσιολογική επιτάχυνση θωράκισης στόχου με τη χρήση συγκρουόμενων παλμών λέιζερ".

Pin It