近期，美國加州伯克利實驗室激光加速器（BELLA）中心完成了一次升級，此次升級將該中心的能力擴展到高強度激光科學的新領域。升級后的設施將有利于相關科研團隊進一步獲取極端等離子體的數據，以及開發(fā)出新型癌癥治療方法。

經過兩年的安裝過程，這次升級創(chuàng)造了一個新的試驗區(qū)，被稱為“相互作用點2”（iP2），它將使用實驗室的拍瓦激光提供強烈的質子和離子脈沖。這將建立在該中心在加速電子和低能量質子方面的專業(yè)知識的基礎上。

“我們正在迎來一個高強度激光實驗的新時代，”伯克利實驗室加速器技術和應用物理（ATAP）部門主任Cameron Geddes表示，“這是一個偉大的里程碑，它拓寬了該設施的整個科學范圍，并為我們的領域提供了可能性?！?/p>

據透露，今年早些時候，BELLA已經完成過一次升級，當時是增加了第二條光束線，研究人員計劃在那里堆疊激光供電模塊，以制造小型高能電子加速器。

BELLA激光系統(tǒng)最初由法國航空國防軍工巨頭泰雷茲集團（Thales Group）建造，旨在提供持續(xù)時間為40飛秒、重復頻率為1赫茲的40焦耳激光脈沖，以及10－60太瓦的10赫茲激光系統(tǒng)。該激光架構采用了啁啾脈沖放大方法，在鈦藍寶石晶體的幫助下，來自十幾個泵浦激光源的能量會被拉伸、放大和壓縮，以產生高功率飛秒脈沖。

BELLA最近的研究包括開發(fā)一種方法，以最小的中斷或干擾來控制這種高功率激光束的位置和指向角度，其方法是將光束的一小部分轉移到平行路徑上，并將測量儀器應用于“見證光束”（witness beam）。

研究人員計劃將新的iP2用于一系列研究項目。根據伯克利實驗室的說法，第一個項目將探索為FLASH放射治療創(chuàng)造質子爆發(fā)，這種方法是將癌細胞暴露在短時間的強輻射爆發(fā)中。

2020年，研究人員使用BELLA的原始相互作用點iP1，在將BELLA的質子應用于培養(yǎng)皿中的薄層細胞時觀察到了有希望的結果。他們目前計劃使用更高能量的質子來研究在較厚的皮膚和腫瘤組織中的FLASH放射治療效應。

iP2的安裝工作負責人Lieselotte Obst－Huebl表示：“我們正在研究使用這些激光加速質子并進行放射治療的潛力，不過還需要更高的質子能量才能深入人體。這是一項仍處于起步階段的基礎研究，但有一天它可能會成為我們工具箱中的強大工具?！?/p>

BELLA中心還將連接參與到LaserNetUS網絡中，這為其他地方的研究人員提供了更多機會。LaserNetUS于2018年由美國能源部創(chuàng)建，匯集了9個機構，旨在使高強度激光器更容易用于科學和工程領域。研究人員現(xiàn)在可以通過LaserNetUS提交相關提案，然后在BELLA中心進行研究，并在這一過程中充分利用iP2新擴展的試驗區(qū)。