Ein zweiter Beamline-Bereich am Berkeley Lab Laserbeschleuniger (BELLA) Center wird in Kürze für Benutzer geöffnet, die es Forschern ermöglichen, extrem heiße Plasmen zu untersuchen, Krebstherapien zu untersuchen und neue Materialien für die Quantenwissenschaft zu entdecken. Die neue Beamline mit dem Namen Interaction Point 2 (iP2) wird in der Lage sein, einen Laserstrahl zu erzeugen, der etwa tausendmal heller ist, als es derzeit im Labor möglich ist.
Die Installation von iP2 begann 2020 bei BELLA, das von der betrieben wird Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). Die Anlage wurde trotz eines durch die COVID-2020-Pandemie verursachten Stillstands im März 19 planmäßig fertiggestellt. Die ersten Inbetriebnahmeläufe bei iP2 begannen im September 2022, als die Ingenieure erfolgreich Petawatt-Pikosekunden-Laserpulse lieferten.
Diese anfänglichen Experimente wendeten etwa die Hälfte der maximalen Impulsenergie auf Schaumstoffziele mit geringer Dichte sowie auf dünne Metall- oder Kunststoffziele an. Die Schaumstoff-Targets lassen den Laser weiter eindringen als die anderen Materialien, wodurch ein sehr starkes Magnetfeld entsteht, wie ein Wirbel in den Schaumstoffen. Diese Fähigkeit, Teilchen auf kürzere Entfernungen auf höhere Energien zu bringen, verspricht neue und möglicherweise billigere Mittel zur Erforschung der Grundlagenphysik.
Wir läuten eine neue Ära hochintensiver Laserexperimente ein
Cameron Geddes
„Indem wir die Laserenergie in diesen kurzen Puls und winzigen Fokus komprimieren, können wir diese sehr exotischen kleinen Brennpunkte in den Targets erzeugen“, sagt LBNL-Physikerin Lieselotte Obst-Hübl, die die Installation des iP2 leitete.
Hohe Intensität
Zu den ersten Experimenten der Einrichtung gehören Studien zum FLASH-Effekt, bei dem von Protonen in kurzen, intensiven Stößen abgegebene Strahlung verwendet wird, um Krebszellen abzutöten, nicht aber das gesunde Gewebe in der Nähe. BELLA-Forscher wollen bisherige Studien zur Wirkung auf dickere Haut und Tumorgewebe ausdehnen.
In einem frühen Experiment erzählte Obst-Hübl Physik-Welt, eine Zusammenarbeit mit Biologen von Lawrence Berkeley, wird anästhesierte lebende Mäuse bestrahlen, um zu untersuchen, ob die höhere Energie „die vorteilhaften Wirkungen erzeugt, die wir in Zellproben in iP1-Untersuchungen gesehen haben“.
Weitere geplante Studien für iP2 umfassen Methoden zur Verbesserung von Qubits und Hochtemperatur-Supraleitern. „Wir läuten eine neue Ära hochintensiver Laserexperimente ein“, fügt Cameron Geddes, Direktor der LBNL-Abteilung für Beschleunigertechnologie und angewandte Physik, hinzu.
