Laserem řízené urychlování iontů je velmi slibnou metodou, která může výrazně snížit rozměry a cenu konvenčního urychlovače. Nicméně výzkum zaměřený na laserové urychlování částic musí do budoucna vylepšit některé vlastnosti produkovaných svazků, jako jsou energie, počet a divergence částic, opakovatelnost výstřelů, atd. Během nedávné experimentální kampaně se našemu týmu podařilo výrazně zlepšit maximální dosaženou energii protonů (nárůst okolo 60%) a zvýšit jejich počet (přibližně 5 krát). Jako zdroj protonů při interakci s vysoko-intenzivním laserem posloužil nanostrukturovaný terč.
Náš výsledek představuje první teoretický a experimentální důkaz o takovém zlepšení vlastností v urychlovacím režimu TNSA (z angl. Target Normal Sheath Acceleration). Bylo ho dosaženo použitím speciální techniky nanokuliček o průměru blízkém (nebo menším) vlnové délce laseru, jež jsou homogenně rozmístěny na přední straně tenkého terče. Přítomnost těchto nanokuliček vede ke zvýšené absorpci laserového záření. To pak vede k vyšší generaci horkých elektronů a nárůstu jejich teploty, což má za následek efektivnější urychlování a tedy vyšší energie i počet urychlených protonů.
Tohoto původního výsledku bylo dosaženo ve spolupráci s vědeckým týmem na unikátním laserovém systému třídy petawatt na APRI-GIST v Korejské republice, týmem teoretiků a týmem připravujícím speciální nanostrukturované terče z Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze. Při použití ještě vyšších intenzit laserů dávají naše výsledky slibný výhled pro využití v dalších oborech, například při návrhu budoucího centra hadronové terapie pro léčbu rakoviny.
