Un team di ricerca guidato da fisici presso LMU Monaco di Baviera segnala un significativo progresso nell'accelerazione delle particelle guidata dal laser. Usando minuscole perline di plastica come bersagli, hanno prodotto grappoli di protoni che possiedono caratteristiche uniche, aprendo nuove opportunità per studi futuri.

Nei loro esperimenti, un team guidato da fisici della LMU di Monaco ha sparato un potente impulso laser su una sfera di plastica di dimensioni micrometriche, facendo esplodere un gruppo di protoni dal bersaglio e accelerandoli a velocità che si avvicinano alla velocità della luce. La distribuzione della velocità risultante è molto più ristretta di quella ottenuta quando vengono utilizzate sottili lamine di metallo come bersagli. Il fisico presenta ora i risultati della sua ricerca sulla rivista scientifica Comunicazioni sulla natura

Gli anni recenti hanno visto notevoli progressi nello sviluppo di un nuovo approccio all'accelerazione delle particelle subatomiche. Questa strategia utilizza gli intensi campi elettrici associati a impulsi, raggi laser ad alta energia per accelerare elettroni e protoni a velocità "relativistiche" (cioè velocità che si avvicinano a quella della luce). Finora, il colpo laser è stato generalmente diretto su una sottile lamina di metallo, generando e accelerando un plasma di elettroni liberi e ioni caricati positivamente. I fisici della LMU hanno ora sostituito il bersaglio di alluminio con una microsfera di plastica con un diametro di un milionesimo di metro. Queste perle sono così piccole che non possono essere posizionate stabilmente con mezzi meccanici. Anziché, i ricercatori usano un campo elettrico per far levitare la particella bersaglio. Utilizzando un circuito di retroazione, il tallone levitato può essere intrappolato con sufficiente precisione per garantire che non si allontani dall'asse del raggio. La trappola elettromagnetica è stata progettata e realizzata presso il Dipartimento di Fisica Medica della LMU.

"L'approccio di base è analogo alle collisioni tra palle da biliardo. Nel nostro esperimento, una delle sfere è fatta di luce e l'altra è il nostro piccolo bersaglio levitato, " spiega Peter Hilz, che ha condotto gli esperimenti. Questo nuovo approccio alla generazione di fasci di protoni renderà fattibili esperimenti che finora erano fuori portata.