La aceleración de Wakefield es excelente en principio para acelerar electrones, pero debido a la diferencia de masa es inútil si desea acelerar iones (directamente, al menos). La aceleración iónica es mucho más difícil, pero hay algunos candidatos prometedores en el ámbito de la interacción intensa láser-plasma, como TNSA (Aceleración de la vaina normal objetivo), Aceleración de la presión de radiación, Explosión de Coulomb y Aceleración de choque sin colisión. Todas estas cosas operan en el régimen no lineal, donde los pulsos láser de enorme intensidad y típicamente corta duración interactúan con varios tipos de objetivos para producir iones acelerados.
Los pros son bastante claros: los aceleradores baratos y compactos para iones se pueden usar para todo tipo de cosas, desde la terapia contra el cáncer hasta la producción de radioisótopos de corta duración para imágenes médicas. Por otro lado, la energía dispersa en los haces resultantes es enorme (típicamente una distribución de ley de potencia), la colimación de los iones resultantes en forma de haz (en lugar de un cono ancho) es difícil y la eficiencia (energía transferida a iones acelerados divididos por la energía del pulso láser incidente) es típicamente bastante bajo.
Algunos de esos problemas podrían mitigarse combinando los mecanismos de aceleración anteriores con las cavidades de RF tradicionales para limpiar el espacio y la distribución de energía de los iones resultantes, pero sigue siendo un área activa de investigación.
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Cualquiera que sea el futuro de los aceleradores de partículas compactos, creo que de alguna manera involucrarán plasmas. El hecho de que los campos de alta intensidad simplemente eliminen los electrones de las cavidades conductoras de estado sólido es prácticamente irrelevante. Incluso las cavidades superconductoras no pueden escapar de ese problema.
