大阪大学激光科学研究所村上匡且教授领导的研究团队，发现了通过激光加速法生成世界最强级别、能量超过1G电子伏特（1G=10亿）质子束的原理。通过向特殊结构靶材照射激光，可将质子束加速至既往方法数倍的能量水平。这一成果将有助于癌症治疗设备的小型化。相关成果已发表在英国科学期刊《Scientific Reports》上。
新开发的激光质子束生成法示意图
质子束通过加速器或激光加速质子生成，在癌症治疗等领域具有重要用途，因此对更高能量的质子束需求迫切。目前，能量超过1G电子伏特的质子束需借助大型加速器设备生成，而使用小型设备的激光方法此前一直未能实现这一目标。
既往方法主要采用薄膜型激光靶材，通过强激光来加速质子。此次研究团队采用管状靶材，并在其出口附近设计了可产生强电场的结构，使质子不仅受激光作用，还能受到电场加速。
利用大阪大学超级计算机“SQUID”进行的模拟实验显示，利用此次开发的方法生成的质子束能量较既往方法提升3～4倍。
在6月11日召开的线上记者会上，大阪大学村上教授表示：“该技术可广泛应用于质子束癌症治疗设备、激光核聚变点火装置、宇宙辐射防护材料测试等诸多领域。”
原文：《日本经济新闻》、2025/6/25
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Scientific Reports
论文：Generation of giga-electron-volt proton beams by micronozzle acceleration
URL：https://www.nature.com/articles/s41598-025-03385-x
