Investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un innovador concepto denominado aceleración por microboquilla (MNA), que permite la generación de haces de protones con energías de gigaelectronvoltios (GeV) en dispositivos compactos. A través del diseño de un microobjetivo con características similares a las de una boquilla y la irradiación con pulsos láser ultraintensos y ultracortos, el equipo ha logrado demostrar con éxito, mediante simulaciones numéricas avanzadas, la generación de haces de protones de alta calidad de clase GeV, un logro sin precedentes a nivel mundial.
Este desarrollo, publicado en Scientific Reports, representa un avance significativo en el campo de la aceleración de partículas. A diferencia de los métodos tradicionales basados en láser, que alcanzan límites de energía inferiores a 100 megaelectronvoltios (MeV), la estructura de microboquilla permite una aceleración sostenida y gradual de protones dentro de un potente campo eléctrico cuasiestático creado en el interior del objetivo. Esto ha permitido que las energías de los protones superen los 1 GeV, manteniendo una excelente calidad y estabilidad del haz.
El profesor Masakatsu Murakami, líder de esta investigación, destaca que este descubrimiento abre nuevas posibilidades en la aceleración compacta y eficiente de partículas. Se cree que este método tiene el potencial de impactar campos como la energía de fusión láser, la radioterapia avanzada y la astrofísica a escala de laboratorio. Este estudio, basado en simulaciones realizadas en la supercomputadora SQUID de la Universidad de Osaka, representa la primera demostración teórica de la aceleración de protones compacta de GeV utilizando blancos microestructurados.
