Para peneliti dari Swedia Chalmers University of Technology dan University of Gothenburg menyajikan metode baru yang dapat menggandakan energi sinar proton yang dihasilkan oleh akselerator partikel berbasis laser. Terobosan ini dapat mengarah pada peralatan yang lebih ringkas dan lebih murah yang dapat berguna untuk berbagai aplikasi, termasuk terapi proton.
Terapi proton melibatkan penembakan sinar proton yang dipercepat pada tumor kanker, menghancurkannya melalui iradiasi. Tetapi peralatan yang dibutuhkan sangat besar dan mahal sehingga hanya tersedia di beberapa lokasi di seluruh dunia.
Laser modern berkekuatan tinggi menawarkan potensi untuk mengurangi ukuran dan biaya peralatan, karena dapat mempercepat partikel pada jarak yang jauh lebih pendek daripada akselerator tradisional — mengurangi jarak yang diperlukan dari kilometer ke meter.
Masalahnya adalah, meskipun ada upaya dari para peneliti di seluruh dunia, sinar proton yang dihasilkan laser saat ini tidak cukup energik.
Tetapi sekarang, para peneliti Swedia menyajikan sebuah metode baru yang berhasil melipatgandakan energi yang dihasilkan.
Pendekatan standar melibatkan penembakan pulsa laser pada foil logam tipis, dengan interaksi yang menghasilkan seberkas proton bermuatan tinggi. Metode baru ini, pertama-tama membelah laser menjadi dua pulsa yang kurang intens, sebelum keduanya ditembakkan pada foil dari dua sudut yang berbeda secara bersamaan. Ketika kedua pulsa bertabrakan pada foil, medan elektromagnetik yang dihasilkan memanaskan foil dengan sangat efisien. Teknik ini menghasilkan proton energi yang lebih tinggi sambil menggunakan energi laser awal yang sama dengan pendekatan standar.
“Ini telah bekerja lebih baik daripada yang kita perkirakan. Tujuannya adalah untuk mencapai tingkat energi yang sebenarnya digunakan dalam terapi proton hari ini. Di masa depan, mungkin untuk membangun peralatan yang lebih ringkas, hanya sepersepuluh dari ukuran saat ini, sehingga rumah sakit yang normal dapat menawarkan terapi proton kepada pasiennya, “kata Julien Ferri, seorang peneliti di Departemen Fisika di Chalmers, dan salah satu ilmuwan di balik penemuan itu.
Keuntungan unik dari terapi proton adalah ketepatan dalam penargetan terhadap sel-sel kanker, memusnahkannya tanpa melukai sel-sel atau organ-organ yang di sekitar. Karena itu, metode ini sangat penting untuk mengobati tumor yang bercokol di kedalaman tubuh, seperti terletak di otak atau tulang belakang. Semakin tinggi energi suatu sinar proton, semakin jauh daya tembusnya ke dalam tubuh untuk melawan sel kanker.
Meskipun pencapaian para peneliti dalam menggandakan energi sinar proton merupakan terobosan besar, tujuan akhirnya masih jauh.
“Kita perlu mencapai hingga 10 kali lipat tingkat energi saat ini untuk benar-benar menargetkan lebih jauh ke dalam tubuh. Salah satu ambisi saya adalah untuk membantu lebih banyak orang mendapatkan kemudahan memperoleh terapi proton. Mungkin itu bisa di 30 tahun mendatang, tetapi setiap langkah ke depan adalah penting,” kata Tünde Fülöp, Profesor di Departemen Fisika di Chalmers.
Proton yang dipercepat tidak hanya menarik untuk penyembuhan kanker. Dapat juga digunakan untuk menyelidiki dan menganalisis bahan yang berbeda, dan untuk membuat bahan radioaktif kurang berbahaya. Penting juga untuk industri luar angkasa. Proton energetik merupakan bagian besar dari radiasi kosmik, yang merusak satelit dan peralatan ruang angkasa lainnya. Memproduksi proton yang energik di lab memungkinkan para peneliti untuk mempelajari bagaimana kerusakan tersebut terjadi, dan untuk mengembangkan bahan baru yang dapat lebih baik menahan tekanan selama perjalanan menuju ruang angkasa.
Hasil ilmiah baru telah diterbitkan dalam jurnal Communications Physics.
