lunduniversity.lu.se

Denna sida på svenska This page in English

CG Wahlström

Högeffektslasern skapar stor dramatik i liten skala

I källaren på fysiska institutionen finns en av Europas intressantaste laseranläggningar. Sedan starten 1992 har denna anläggning, med en högeffektslaser som är unik i Skandinavien, vuxit till sig och förgrenar sig idag över flera rum. För ett kort ögonblick kan den leverera ljuspulser som når en effekt på ofattbara 40 terawatt, vilket motsvarar effekten från 40.000 kärnkraftverk! Den är internationellt välbesökt, och en av de drivande personerna som ofta vistas där är Claes-Göran Wahlström, professor i atomfysik på LTH.

– Jag och mina kollegor är intresserade av hur materia på olika sätt påverkas av extremt starkt laserljus. Effekterna är av sådant slag att de förväntas öppna upp nya tillämpningar, t ex inom acceleratorfysik och cancerbehandling, berättar Claes-Göran. Han tillägger att det han sysslar med är grundforskning, men att möjliga tillämpningar självfallet är en viktig drivkraft.

Claes-Görans forskning har två huvudspår; elektron- och protonacceleration. I det förra fallet låter han lasern träffa en gas, t ex helium. Då slits elektronerna loss från atomkärnorna och det bildas ett plasma, d v s en gas bestående av joner och fria elektroner. När ljuset blir som intensivast trycks de negativa elektronerna bort från de positiva jonerna, vilket leder till att extremt starka elektriska fält bildas. Det är i dessa fält som elektroner kan accelereras till nära ljusets hastighet. 

– Traditionella partikelacceleratorer, som t ex de som finns vid CERN eller MAX-lab, är uppbyggda på helt annat sätt. De har andra fördelar, men för att nå samma elektronhastigheter måste accelerationssträckan, och därmed acceleratorerna, vara väldigt mycket längre. Medan risken för plasmabildning där utgör en begränsning, har vi gjort den till vår styrka, förklarar Claes-Göran. Han och hans kollegor accelererar idag elektroner till hundratals megaelektronvolts (MeV) energi på bara en dryg millimeter.

Principen för protonacceleration är snarlik, men här belyses en tunn metallfolie istället för en gas. Det är här som förhoppningen om framtida cancerbehandling finns.

– När man bestrålar en tumör idag, använder man röntgenstrålning. Det är en mycket effektiv metod, men har nackdelen att vävnad runtomkring tumören också skadas. Med protonstrålning kan man få strålningen att i stort sätt bara förstöra tumören, förklarar Claes-Göran.

Mycket forskning kvarstår emellertid innan man når de protonflöden och energier som krävs för cancerbehandling, men om man lyckas så är dessa protonstrålar mycket intressanta. 

Att forskningen är spännande och angelägen går inte att ta miste på. Den ekonomiska situationen, och då framförallt basstödet, är dock ett hinder. Vid liknande anläggningar i andra länder finns som regel ett tekniskt team som sköter drift och underhåll och backar upp forskarna. Här i Lund är det i stort sätt en enda person som ska få allt att fungera.

– Det bromsar den vetenskapliga forskningen, men utgör samtidigt en viss pedagogisk fördel att doktoranderna tvingas lära sig att själva hantera en sådan avancerad anläggning – en viktig färdighet när de sedan söker arbete, påpekar han.

Text och foto: Kristina Lindgärde
Hösten 2007