Para ilmuwan di Pusat Penelitian Rossendorf di Helmholtz Dresden, Jerman, telah membuat kemajuan signifikan dalam percepatan plasma laser. Dengan menggunakan metode inovatif, mereka berhasil meningkatkan energi proton dari sekitar 80 menjadi 150 mega-elektron volt. Hasil ini secara dramatis melampaui rekor sebelumnya untuk percepatan proton dan memungkinkan perangkat laser kecil untuk mencapai, untuk pertama kalinya, tingkat energi yang sebelumnya hanya tersedia di fasilitas yang jauh lebih besar. Penelitian terbaru ini diharapkan dapat memajukan ilmu kedokteran dan material. Makalah ini diterbitkan dalam edisi ke-13 Nature Physics.
Metode baru ini secara signifikan meningkatkan energi percepatan proton melalui pulsa laser (gambar artistik). Sumber gambar: Pusat Penelitian Helmholtz Rosen Dresden, Jerman
Dibandingkan dengan akselerator tradisional, akselerator plasma laser tidak bergantung pada gelombang radio yang kuat untuk mendorong partikel, tetapi menggunakan laser untuk mempercepat partikel. Namun, teknologi ini saat ini masih dalam tahap penelitian, dan hanya ada beberapa sistem laser yang sangat besar di dunia yang dapat mempercepat proton hingga tingkat energi 100 MeV.
Pemimpin penelitian Tim Ziegler mengatakan bahwa untuk mencapai energi akselerator tinggi yang serupa dengan menggunakan perangkat laser yang lebih kecil dan pulsa yang lebih pendek, mereka memanfaatkan karakteristik kilatan laser, yaitu, sebagian kecil laser bertindak seperti "starter lompat" pada serangkaian mekanisme percepatan kompleks yang dipicu di dalam lapisan plastik khusus. Hal ini sangat meningkatkan energi percepatan proton dari laser yang disebut DRACO.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa rekor energi percepatan proton laser DRACO sebelumnya adalah sekitar 80 MeV, dan sekarang dapat mencapai 150 MeV, hampir dua kali lipat dari aslinya. Selain itu, berkas partikel yang dipercepat menunjukkan karakteristik luar biasa dari energi tinggi dan gerak seragam.
Tim peneliti percaya bahwa terobosan ini diharapkan dapat memungkinkan akselerator plasma laser kecil untuk memainkan peran penting dalam bidang medis, terutama dalam program perawatan tumor presisi. Dokter saat ini terutama mengandalkan akselerator terapeutik besar untuk melakukan penelitian tersebut. Akselerator skala besar yang ada mengonsumsi daya dalam jumlah besar, dan akselerator plasma laser mungkin lebih ekonomis. Kilatan laser juga dapat digunakan untuk menghasilkan pulsa neutron yang pendek dan intens, yang sangat penting bagi pengembangan ilmiah dan teknologi serta analisis material.
