الٹرا فاسٹ لیزر پر مبنی الیکٹران بیم فلیش اثر کی ریڈیو بائیولوجی کو دریافت کرنے میں مدد کر سکتی ہے – فزکس ورلڈ

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/ultrafast-laser-based-electron-beam-could-help-explore-radiobiology-of-the-flash-effect-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/01/ultrafast-laser-based-electron-beam-could-help-explore-radiobiology-of-the-flash-effect-physics-world-2.jpg" data-caption="ریسرچ ٹیم From left to right: Steve MacLean, Sylvain Fourmaux, François Fillion-Gourdeau, Stéphane Payeur, Simon Vallières and François Légaré. (Courtesy: INRS)”>

انسٹی ٹیوٹ نیشنل ڈی لا ریچرچ سائنٹیفیک میں پوسٹ ڈاکٹریٹ محقق کی حیثیت سے اپنے وقت کے دوران (INRS) کینیڈا میں، سائمن ویلیئرز ایک ساتھی نے رابطہ کیا جس نے ایک حیران کن مشاہدہ کیا تھا۔ ساتھی INRS کے نئے اپ گریڈ شدہ لیزر کا استعمال کرتے ہوئے ہوا میں پلازما بنا رہا تھا۔ ایڈوانسڈ لیزر لائٹ سورس (ALLS) لیبارٹری جب انہوں نے دیکھا کہ ان کے گیجر کاؤنٹر پر ریڈنگ توقع سے زیادہ تھی۔

"وہ لیزر پر فوکس کر رہا تھا، جو 100 ہرٹز پر چل رہا تھا، ہوا میں اور فوکل اسپاٹ کے قریب ایک گیجر کاؤنٹر لگا رہا تھا۔ یہاں تک کہ فوکل اسپاٹ سے تین میٹر کے فاصلے پر، اس کا گیجر کاؤنٹر کلک کر رہا تھا،" والیریس کہتے ہیں، جو اب INRS میں ریسرچ ایسوسی ایٹ ہیں۔ "یہ ایکس رے یا الیکٹران کے سفر کے لیے کافی دور ہے۔ میں نے کہا، ہو سکتا ہے کہ ہمیں اچھی طرح سے کیلیبریٹڈ ڈوسی میٹر کے ساتھ پیمائش کرنی چاہیے۔

سے طبی طبیعیات دان میک گل یونیورسٹی ہیلتھ سینٹر تجرباتی سیٹ اپ سے تابکاری کی خوراک کی پیمائش تین آزادانہ طور پر کیلیبریٹڈ ریڈی ایشن ڈیٹیکٹر کے ساتھ کی۔ خوراکیں لیزر فوکس سے 6 میٹر تک کے فاصلے کے ساتھ ساتھ مقررہ فاصلوں پر مختلف زاویوں پر شدت کے آٹھ آرڈرز پر ناپی گئیں۔ انہوں نے ڈیٹا کی تصدیق کے لیے مطلق خوراک کیلیبریشن کا استعمال کیا۔

لیزر کو µJ- سے mJ کلاس ہائی ایوریج پاور لیزر میں اپ گریڈ کیا گیا تھا۔ اور اب، لیزر کے ساتھ مضبوطی سے فوکس کیا گیا اور ہوا میں پلازما بنانے کے لیے پیرامیٹرز کے ایک موقع پرست سیٹ کے مطابق، 1.4 Gy/s کی خوراک کی شرح پر 0.15 MeV تک پہنچنے والا ایک الیکٹران بیم تیار کیا گیا۔ محققین کی تلاش ہائی پاور لیزر دالوں، تابکاری کی حفاظت اور یہاں تک کہ FLASH ریڈیو تھراپی کے بارے میں ہمارے علم کی حدود کو آگے بڑھاتی ہے، جو کہ کینسر کے علاج کی ایک ابھرتی ہوئی تکنیک ہے۔

بہترین پیرامیٹرز کے ساتھ کام کرنا

"ہمارے ماڈلز نے دیگر ایکسلریشن میکانزم کو مسترد کر دیا جو کردار ادا کر سکتے تھے۔ ہم نے اسے ایک وضاحت تک محدود کردیا: یہ لیزر الیکٹرک فیلڈ سے ایکسلریشن تھا، جسے پونڈروموٹیو ایکسلریشن کہا جاتا ہے،" ویلیرس کہتے ہیں۔

محققین لیزر کو ایک ایسے نظام میں چلا رہے تھے جس نے ہوا کے مالیکیولز کو آئنائز کیا اور پھر 1 MeV سے اوپر کے نتیجے میں الیکٹرانوں کو تیز کرنے کے لیے لیزر کے برقی میدان کو استعمال کیا۔

"اگر آپ لیزر طبیعیات دانوں کو بتائیں کہ آپ ایک لیزر کو ہوا میں فوکس کر سکتے ہیں اور 1 MeV الیکٹران تیار کر سکتے ہیں، تو کوئی بھی اس پر یقین نہیں کرے گا۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ جتنی زیادہ توانائی آپ لیزر دالوں میں ڈالیں گے، توجہ مرکوز کرنے کے دورانیے میں، آپ غیر خطی اثرات جمع کریں گے جو کہ شہتیر کی شکل کو تباہ کر دیں گے، اور آپ شدت سے سیر ہو جائیں گے۔ لیکن یہ پتہ چلتا ہے کہ ہم بہت خوش قسمت تھے، "ویلیرس کہتے ہیں. "طول موج، نبض کا دورانیہ اور فوکل لینتھ سب نے ایک کردار ادا کیا۔"

Vallières وضاحت کرتا ہے کہ محققین برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے وسط اورکت حصے میں لیزر کو چلا رہے تھے۔ زیادہ تر اعلی اوسط پاور لیزرز (تقریبا 1.8 nm کی بجائے 800 µm) کے مقابلے میں طویل طول موج کا استعمال کرتے ہوئے، غیر لکیری خرابیاں کم کردی گئیں۔ یہ طول موج قریب قریب نازک کثافت پر پلازما بنانے کے لیے بھی مثالی ہے، جو فی نبض کی ایک اعلی خوراک میں حصہ ڈالتی ہے۔

محققین نے ایک مختصر لیزر پلس (12 fs) بھی استعمال کی۔ اس نے نان لائنر ریفریکٹیو انڈیکس - الیکٹرانوں سے متعلق ایک پیرامیٹر جو ہوا کے مالیکیولز میں گھومتا ہے اور خود ہوا کے مالیکیولز کی گردش کو تقریباً 75 فیصد کم کر دیا، جس نے نان لائنر اثرات کو بھی محدود کیا۔

سخت توجہ مرکوز کرنے کے ساتھ (ایک مختصر فوکل لمبائی)، محققین نے دوبارہ غیر خطی اثرات کو کافی حد تک کم کیا۔ بالآخر، لیزر کافی زیادہ شدت تک پہنچ گیا (چوٹی کی شدت 10 تک¹⁹ ڈبلیو / سینٹی میٹر²) 1.4 MeV تک الیکٹران کو باہر نکالنا۔

فلیش، ریڈی ایشن سیفٹی ایپلی کیشنز

Infinite Potential Laboratories LP نے محققین کو R&D کو آگے بڑھانے اور متعلقہ ٹیکنالوجیز تیار کرنے کے لیے فنڈ فراہم کیا ہے، اور کم از کم ایک پیٹنٹ زیر التواء ہے۔

دلچسپی کا ایک اطلاق FLASH اثر ہے۔ روایتی تابکاری تھراپی کی تکنیکوں کے مقابلے میں، ٹیومر کے ارد گرد صحت مند بافتوں کی بہتر حفاظت کے لیے FLASH ریڈیو تھراپی کو تیزی سے تابکاری کی زیادہ مقدار فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ محققین کے لیزر پر مبنی نظام کے ذریعہ تیار کردہ الیکٹران کے گچھوں کی فوری خوراک کی شرحیں طبی لکیری ایکسلریٹروں سے زیادہ شدت کے آرڈر ہیں، یہاں تک کہ وہ جو فلیش موڈ میں چلتے ہیں۔

"کوئی مطالعہ ابھی تک FLASH اثر کے پیچھے میکانزم کی وضاحت کرنے کے قابل نہیں ہے،" Vallières کہتے ہیں. "ہم امید کرتے ہیں کہ ہم FLASH کی ریڈیو بائیولوجی کا مطالعہ کرنے کے لیے سیل یا چوہوں کے ریڈی ایشن پلیٹ فارم تیار کر سکتے ہیں۔"

ہائی انرجی فزکس ڈیوائسز جو الیکٹران فلیش ڈوسیمیٹری کے لیے موافق ہیں۔

Vallières کے لیے تابکاری کی حفاظت کے اسباق بھی ایک اعلیٰ ترجیح ہیں۔ آج کے اعلی اوسط طاقت والے لیزر اب لیزر بیم تیار کرتے ہیں جس کی شدت 2000 کی دہائی کے سب سے بڑے لیزرز کی طرح ہوتی ہے، اور اس سے کہیں زیادہ تکرار کی شرحوں پر - جس کی وجہ سے خوراک کی شرح زیادہ ہوتی ہے۔ محققین کو امید ہے کہ یہ کام فیلڈ لیول کے علم کو بہتر بناتا ہے اور تابکاری کی حفاظت کے ضوابط کی طرف جاتا ہے۔

"ہم نے جو الیکٹران توانائیوں کا مشاہدہ کیا ہے وہ انہیں ہوا میں تین میٹر سے زیادہ سفر کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ ہم نے تابکاری کے ایک بڑے خطرے سے پردہ اٹھایا،" والیریس کہتے ہیں۔ "میں نے یہ کام کانفرنسوں میں پیش کیا ہے، لوگ حیران ہیں... یہ سچ ہے، میرا مطلب ہے، جو ایک فوکسنگ پیرابولا کو گیجر کاؤنٹر کے ساتھ سیدھ میں کرتا ہے؟ ہم نے یہ اس لیے کیا کیونکہ یہ کچھ ایسا ہے جو ہم ماضی میں کر چکے ہیں۔ میرے خیال میں [یہ کام] لوگوں کی آنکھیں کچھ اور کھولنے والا ہے اور جب وہ ہوا میں پلازما بنائیں گے تو وہ زیادہ محتاط رہیں گے۔ ہم اس کام کے ذریعے لیزر سیفٹی ریگولیشن کو تبدیل کرنے کی امید کرتے ہیں۔"

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ لیزر اور فوٹوونکس کا جائزہ.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ہیلتھ۔ بائیوٹیک اینڈ کلینیکل ٹرائلز انٹیلی جنس۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/ultrafast-laser-based-electron-beam-could-help-explore-radiobiology-of-the-flash-effect/