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Laser im 21. Jahrhundert – Anwendungsfelder in der Medizin

Ionen durch Lichtdruck: In schwarzen Kammern, wie der vor Rainer Hörlein, wollen Physiker am MPQ künftig Teilchenstrahlen erzeugen. Sie nutzen dazu hochintensive, ultrakurze Laserpulse mit einer Dauer von rund 50 Femtosekunden. Die Laserpulse schicken die Forscher auf nur Nanometer dicke Folien aus diamantartigem Kohlenstoff. Die Photonen des Laserpulses üben Druck auf die Folie aus und schlagen Ionen, also geladene Atome heraus. Der Druck des Lichts wird bis zu zehn Gigabar (eine Milliarde Bar) groß. Zum Vergleich: Auf der Erde herrscht ein Druck von einem Bar. Die herausgeschlagenen Ionen werden so auf zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Anschließend werden diese Ionen auf Zellproben geleitet. Nun wollen die Forscher herausfinden, wie sie die Laser-beschleunigten Ionen dosieren müssen, um in einem Gewebe den Tod von Krebszellen auszulösen. Damit wäre eine Möglichkeit gefunden, mit Hilfe von Laserlicht Tumore zu bekämpfen. Die Wissenschaftler stehen damit am Beginn der Entwicklung einer effizienten und vor allem kontrollierten Beschleunigung von Ionen mit Laserlicht. Ziel ist es, künftig mit Hilfe von Lasern eine kompakte und damit eine auch kleineren Kliniken zugängliche Ionen-Strahlentherapie zu ermöglichen. (Bild: Thorsten Naeser, MPQ) arrow back arrow forward Image Zoom
Ionen durch Lichtdruck: In schwarzen Kammern, wie der vor Rainer Hörlein, wollen Physiker am MPQ künftig Teilchenstrahlen erzeugen. Sie nutzen dazu hochintensive, ultrakurze Laserpulse mit einer Dauer von rund 50 Femtosekunden. Die Laserpulse schicken die Forscher auf nur Nanometer dicke Folien aus diamantartigem Kohlenstoff. Die Photonen des Laserpulses üben Druck auf die Folie aus und schlagen Ionen, also geladene Atome heraus. Der Druck des Lichts wird bis zu zehn Gigabar (eine Milliarde Bar) groß. Zum Vergleich: Auf der Erde herrscht ein Druck von einem Bar. Die herausgeschlagenen Ionen werden so auf zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Anschließend werden diese Ionen auf Zellproben geleitet. Nun wollen die Forscher herausfinden, wie sie die Laser-beschleunigten Ionen dosieren müssen, um in einem Gewebe den Tod von Krebszellen auszulösen. Damit wäre eine Möglichkeit gefunden, mit Hilfe von Laserlicht Tumore zu bekämpfen. Die Wissenschaftler stehen damit am Beginn der Entwicklung einer effizienten und vor allem kontrollierten Beschleunigung von Ionen mit Laserlicht. Ziel ist es, künftig mit Hilfe von Lasern eine kompakte und damit eine auch kleineren Kliniken zugängliche Ionen-Strahlentherapie zu ermöglichen. (Bild: Thorsten Naeser, MPQ)
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