Terapia con fasci di adroni, che è spesso usato per trattare i tumori solidi, comporta l'irradiazione di un tumore con un fascio di particelle cariche ad alta energia, più spesso protoni; questi trasferiscono la loro energia alle cellule tumorali, distruggendoli. È importante comprendere la fisica precisa di questo trasferimento di energia in modo che il tumore possa essere mirato con precisione. Pablo de Vera del Centro di ricerca MBN, Francoforte, Germania e collaboratori nelle Università di Murcia e Alicante, Spagna, hanno prodotto un'interpretazione teorica coerente delle misurazioni sperimentali più accurate della deposizione di energia dei fasci ionici nei getti d'acqua liquida, che è la sostanza più rilevante per simulare le interazioni con i tessuti umani. Il loro lavoro è pubblicato su The Giornale Europeo di Fisica D .
Quando un fascio di ioni entra nel corpo di un paziente, trasferisce la sua energia cinetica al tessuto, produrre eccitazioni elettroniche; la dose massima di radiazioni che distruggono le cellule viene erogata nel punto in cui si ferma. Prevedere come colpire il tumore con precisione, ridurre o evitare il trasferimento di energia al tessuto normale adiacente, richiede una comprensione precisa di questo "potere di arresto elettronico". Fino ad ora, i modelli teorici dell'interazione non hanno del tutto eguagliato le poche misurazioni sperimentali disponibili.
Il metodo più comune per modellare la perdita di energia quando ioni ad alta energia passano attraverso un materiale è la simulazione Monte Carlo. De Vera e i suoi collaboratori usarono il loro metodo Monte Carlo, che tiene conto di diversi tipi di interazione tra gli ioni e il materiale, nonché la geometria dettagliata del bersaglio, in questo caso un getto d'acqua liquida. Hanno scoperto che una volta che il diametro del getto è stato leggermente ridotto, come potrebbe facilmente accadere con l'evaporazione, le simulazioni hanno riprodotto quasi esattamente i risultati sperimentali. De Vera ei suoi colleghi ora intendono utilizzare il loro codice per studiare la generazione di elettroni secondari da parte di fasci di ioni nei tessuti e ottenere così una comprensione ancora migliore dei meccanismi fisici alla base di questo potente tipo di trattamento del cancro.
