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物理:ミクロ構造を持つ標的を用いたレーザー・プラズマ加速で得られる準単一エネルギーの陽子

Nature 439, 7075 doi: 10.1038/nature04492

大強度のレーザー系を用いる粒子加速(レーザー・プラズマ加速)では、従来の加速技術に比べてエミッタンス・輝度・パルス長の各点で優れた、高品質の粒子ビームが得られてきた。レーザー・プラズマ加速に長い間つきまとってきた難問は、放出粒子が非常に幅広い指数型エネルギースペクトルを持つことであり、これは電子ビームに対しては最近克服された。本論文では、イオンに対する同様な結果、特に準単一エネルギー陽子ビームをレーザー・プラズマ加速器で得たことを報告する。レーザー加速による信頼性かつ再現性のあるイオンビームが、ミクロ構造を持つ固体標的への強力なレーザー照射で実現された。この原理実証実験は、レーザーで生成されたプラズマが、実現可能な粒子源となることをはっきりさせるためのものである。拡張性についての調査から、このような卓上型のレーザー系は、反復率が高く大きさがコンパクトで経費も手頃なため、陽子線治療など医療用に適すると思われる新世代の粒子注入装置の開発に役立つ可能性が明らかになった。

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