Ci sono alcuni tumori che nemmeno la chirurgia, la chemioterapia o la radioterapia tradizionale possono curare. Questi tumori resistenti contribuiscono a rendere la malattia una delle principali cause di mortalità a livello mondiale, ma la comunità scientifica pullula di idee per rendere i decessi per cancro un ricordo del passato. Tra le ultime innovazioni mediche e tecnologiche, il progresso nella terapia delle particelle - il processo di irradiazione dei tumori utilizzando fasci di particelle altamente energetici generati da un acceleratore di particelle - consente il trattamento di tumori che altrimenti sarebbero stati fatali.

Più di 10, 000 piccoli acceleratori lineari di elettroni (linac) sono attualmente utilizzati per il trattamento del cancro in tutto il mondo. La maggior parte di queste macchine si affida a fasci di fotoni generati da elettroni per irradiare il bersaglio. Alcuni, però, utilizzare il fascio di elettroni stesso per l'irradiazione elettronica diretta a bassa energia, sebbene questo possa raggiungere solo tumori superficiali. Questi metodi differiscono dalla terapia adronica, una tecnica basata sull'irradiazione con protoni o fasci di ioni pesanti.

Un possibile complemento all'adroterapia e alla terapia elettronica a bassa energia è l'uso di fasci di elettroni ad alta energia, che può penetrare molto più in profondità nei tessuti. Però, questa tecnica è usata raramente a causa del costo più elevato e delle dimensioni maggiori dell'acceleratore necessario per produrli rispetto alle strutture fotoniche. Inoltre, il loro profilo di profondità è meno definito di quello ottenuto con fasci di adroni. Recenti sviluppi nell'accelerazione ad alto gradiente per acceleratori lineari compatti, principalmente guidato dallo studio CLIC al CERN, hanno iniziato a cambiare la storia.

Una recente scoperta potrebbe costituire un ulteriore passo avanti verso l'uso di fasci di elettroni ad alta energia. Presso l'acceleratore lineare di elettroni per la ricerca (CLEAR) del CERN sono stati condotti due studi che hanno coinvolto le università di Strathclyde e Manchester. una struttura di prova che serve gli sforzi di ricerca e sviluppo sulla tecnologia degli acceleratori. I ricercatori hanno testato una nuova tecnica di irradiazione che coinvolge fasci di elettroni ad altissima energia (VHEE) focalizzati su un piccolo, punto denso. Mettendo a fuoco un raggio VHEE con un obiettivo elettromagnetico ad ampia apertura, hanno stabilito che le particelle potevano viaggiare a diversi centimetri di profondità in un fantasma d'acqua (un grande secchio d'acqua usato per studi sulle radiazioni) senza una dispersione significativa, cioè pur rimanendo focalizzati su un ben definito, volume mirato. Un tale raggio potrebbe quindi essere teoricamente utilizzato per trattare cellule cancerose radicate in profondità con danni limitati ai tessuti circostanti.

Questa è una notizia promettente per la comunità della tecnologia medica per una serie di motivi:i fasci VHEE prodotti da linac compatti in ambienti clinici non solo offrirebbero un'alternativa più conveniente ad altre terapie con fasci di particelle, ma fornirebbero anche ai medici un mezzo altamente affidabile, poiché la loro dispersione nei tessuti disomogenei è limitata. Questi fattori potrebbero espandere drasticamente il pool di pazienti idonei per la terapia elettronica. Inoltre, I fasci VHEE sarebbero compatibili con la radioterapia FLASH, una tecnica per fornire particelle altamente energetiche ai tessuti quasi istantaneamente (in meno di un secondo). Il CERN e l'Ospedale universitario di Losanna (CHUV) hanno recentemente unito le forze con l'obiettivo di costruire una struttura clinica ad alta energia per la terapia FLASH, con prove preliminari da effettuare presso la struttura CLEAR.

Il raggio VHEE ultra focalizzato è il frutto diretto dei progressi nella tecnologia dell'accelerazione lineare ottenuti dallo studio CLIC del CERN. Attesta la rilevanza di questo campo di ricerca non solo per la fisica delle particelle, ma per la società nel suo insieme. Sebbene i fasci VHEE richiedano ulteriori ricerche prima di trovare applicazioni pratiche in un ambiente clinico, i risultati CLEAR contribuiscono ad ampliare il campo delle possibilità per il trattamento del cancro.