Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hat einen signifikanten Fortschritt bei der Laserplasma-Beschleunigung erzielt. Mit Hilfe einer innovativen Methode konnte ein Forschungsteam den bisherigen Rekord für die Beschleunigung von Protonen deutlich übertreffen und erstmals Energien erzielen, die bis dato nur mit viel größeren Anlagen erreichbar schienen. Dadurch rücken vielversprechende Anwendungen in der Medizin und der Materialwissenschaft näher.
Bisher waren lediglich Protonenenergien bis zu 100 MeV erreichbar, was zudem den Einsatz sehr großer Lasersysteme erforderte. Um künftig auch mit kleineren Laseranlagen und kürzeren Pulsen ähnlich hohe Beschleunigungsenergien zu schaffen, nutzen die Forschenden eine Eigen-schaft der Laserblitze, die eigentlich als ein Manko gilt: Die Energie eines Pulses setzt nicht sofort ein, wie es idealerweise der Fall wäre. Stattdessen eilt ihm ein kleiner Teil der Laserenergie voraus, gewissermaßen als Vorhut. Trifft diese auf eine speziell angefertigte, in einer Vakuumkammer befindliche Plastikfolie, expandiert diese und wird dabei immer heißer und dünner und plötzlich für das Licht durchsichtig. Dadurch kann der Hauptpuls deutlich tiefer ins Material eindringen als bei früheren Versuchen. Als Folge wird im Material eine komplexe Kaskade von Beschleunigungsmechanismen ausgelöst. Dadurch werden die in der Folie enthaltenen Protonen deutlich stärker beschleunigt, als es zuvor mit dem DRACO-Laser möglich war. Schaffte die Anlage bislang Protonenenergien von etwa 80 MeV, sind nun 150 MeV machbar, was fast eine Verdopplung ist .
