Az orvosi diagnosztikában is hasznosítható fizikai kutatási projekt zajlott a PTE-n

A Pécsi Tudományegyetem (PTE), az Atommagkutató Intézet és az Energiatudományi Kutatóközpont konzorciuma valósította meg az „Ultrarövid fény- és elektronimpulzusokkal indukált atomi és molekuláris folyamatok vizsgálata az ELI-ALPS-nál, módszer- és eszközfejlesztés” című projektet. A projekt célja egy új elektrongyorsítási módszer lehetőségeinek felderítése és a fotoionizáció új, nagyteljesítményű elektron-spektroszkópiai eszközökkel történő tanulmányozása volt, mely kutatási eredményeknek elsősorban az orvosi diagnosztikában lehet kiemelt jelentősége. A támogatás teljes összege 297 millió forint volt.

Képalkotó és szkennelő eljárásokhoz, röntgendiffrakciós kísérletekhez, illetve szilárd anyagok, molekulák, biológiai rendszerek szerkezetvizsgálatához rendkívül gyors, és igen rövid elektroncsomókra van szükség. A pályázat támogatásával olyan részecskegyorsítási eljárást dolgoztak ki, mely az eddig ismerteknél jóval kompaktabb és költséghatékonyabb. A módszer szerint az elektronforrás által kibocsátott elektronokat egy távoli infravörös tartományba eső (terahertzes) elektromágneses impulzusokkal pumpált miniatűr dielektrikum gyorsító struktúrába (DLA) vezetik. A DLA chipek legyártása az Energiatudományi Kutatóközpont Mikrotechnológiai laboratóriumában történt.

A fejlesztés során megépítették, működésében demonstrálták és karakterizálták a DLA struktúrát a hozzá csatlakozó kürtőkkel, illetőleg kiépítették, és tesztelték az elektronforrás-vákuumkamra rendszert. A PTE szakemberei az ELI-ALPS Kutatóintézetében telepítették a gyorsító motorjaként szolgáló nagyenergiájú terahertzes sugárforrást.

Az Atommagkutató Intézet az elektronok energia- és szögeloszlásának vizsgálatára alkalmas detektorrendszert fejlesztett, és telepített az ELI-ALPS laboratóriumában. A berendezéssel argon és nitrogén céltárgyakon egyfotonos abszorpcióval keltett elektronok (fotoionizáció) energia- és szögeloszlását mérték. A gerjesztéshez ultrarövid impulzusokat használtak. A szakemberek megmutatták, hogy a mérési elrendezés a fotoionizációs folyamat vizsgálatára akkor is alkalmas, ha a magas harmonikusok szélesebb spektrumtartományát használják gerjesztő forrásként.

A projekt során együttműködő partner volt a Wigner FK Alkalmazott és Nemlineáris Optikai Osztálya, a hamburgi DESY kutatóintézet és a KUGLER GmbH.