Een tweede bundellijngebied bij de Berkeley Lab laserversneller (BELLA) Center gaat binnenkort open voor gebruikers, waardoor onderzoekers extreem hete plasma's kunnen bestuderen, kankertherapieën kunnen onderzoeken en nieuwe materialen voor de kwantumwetenschap kunnen ontdekken. De nieuwe bundellijn, genaamd Interaction Point 2 (iP2), zal een laserstraal kunnen produceren die ongeveer duizend keer helderder is dan momenteel mogelijk is in het lab.
De installatie van iP2 begon in 2020 bij BELLA, dat wordt beheerd door de Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). De faciliteit werd volgens schema voltooid ondanks een sluiting in maart 2020 als gevolg van de COVID-19-pandemie. De eerste inbedrijfstellingsruns bij iP2 begonnen in september 2022, waarbij ingenieurs met succes petawatt, picoseconde laserpulsen afleverden.
Die eerste experimenten pasten ongeveer de helft van de maximale pulsenergie toe op schuimdoelen met een lage dichtheid en op dunne metalen of plastic doelen. Door de schuimdoelen kan de laser verder doordringen dan de andere materialen, waardoor een zeer sterk magnetisch veld ontstaat, als een draaikolk in het schuim. Dat vermogen om deeltjes op kortere afstanden naar hogere energieën te stuwen, belooft nieuwe en mogelijk goedkopere manieren om fundamentele fysica te verkennen.
We luiden een nieuw tijdperk in van laserexperimenten met hoge intensiteit
Cameron Geddes
"Door de laserenergie te comprimeren tot deze korte puls en kleine focus, kunnen we deze zeer exotische kleine brandpunten in de doelen produceren", zegt LBNL-natuurkundige Lieselotte Obst-Huebl, die de installatie van de iP2 leidde.
Hoge intensiteit
De eerste experimenten van de faciliteit omvatten studies van het FLASH-effect, waarbij straling die wordt afgegeven door protonen in korte, intense uitbarstingen wordt gebruikt om kankercellen te doden, maar niet het gezonde weefsel in de buurt. BELLA-onderzoekers willen eerdere studies naar het effect uitbreiden naar dikkere huid en tumorweefsel.
In een vroeg experiment, vertelde Obst-Huebl Natuurkunde wereld, zal een samenwerking met biologen van Lawrence Berkeley verdoofde levende muizen bestralen om te bestuderen of het hogere vermogen "de gunstige effecten produceert die we hebben gezien in celmonsters" in iP1-onderzoeken.
Andere geplande onderzoeken voor iP2 omvatten methoden voor het verbeteren van qubits en supergeleiders op hoge temperatuur. "We luiden een nieuw tijdperk van laserexperimenten met hoge intensiteit in", voegt Cameron Geddes, directeur van de afdeling acceleratortechnologie en toegepaste fysica van de LBNL, toe.
