และมหาวิทยาลัย ได้เผยแพร่แผนสำหรับสถานที่บำบัดด้วยโปรตอนที่ขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์ รูปภาพในภาพวาดด้านบน สิ่งอำนวยความสะดวกนี้มีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของหน่วยที่ใช้ตัวเร่งแบบธรรมดา คุณลักษณะที่สำคัญของอุปกรณ์คือส่งลำแสงโปรตอนที่มีพลังงานกระจายออกไปกว้างกว่าเครื่องเร่งความเร็ว แม้ว่าวิธีนี้จะไม่เหมาะสำหรับวิธีการรักษาแบบเดิม แต่ ชี้ให้เห็นว่าจริง ๆ
แล้วอาจเป็น
ข้อได้เปรียบ ลำแสงโปรตอนที่พลังโมโนใช้ในการรักษามะเร็งบางชนิด เพราะสามารถฆ่าเนื้องอกได้ในขณะที่รักษาเนื้อเยื่อที่แข็งแรงโดยรอบ นี่เป็นเพราะพลังงานที่ร้ายแรงที่สุดของโปรตอนถูกส่งไปยังเนื้อเยื่อในระดับความลึกที่เฉพาะเจาะจงมากใต้ผิวหนัง การบำบัดมักจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนพลังงาน
ของลำแสง ซึ่งจะเปลี่ยนความลึกของการส่งพลังงานที่ทำให้ถึงตายและทำให้แน่ใจว่าเนื้องอกทั้งหมดจะถูกทำลาย โดยหลักการแล้ว ลำแสงโปรตอนที่สร้างด้วยเลเซอร์ซึ่งมีการแพร่กระจายของพลังงานที่กว้างขึ้นจะฆ่าเซลล์เนื้องอกในช่วงความลึกที่กว้างขึ้น ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องสแกนพลังงานของลำแสง
โปรตอนพลังงานสูงนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการยิงเลเซอร์พัลส์ไปที่เป้าหมายที่เป็นก๊าซซึ่งมีขนาดเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ความท้าทายสำหรับมาซูดคือการลดขนาดของ “โครงสำหรับตั้งสิ่งของ” ซึ่งเน้นและนำทางโปรตอนไปยังผู้ป่วย แม้ว่าโครงสำหรับตั้งสิ่งของในระบบที่ใช้ตัวเร่งอาจมีขนาดเท่าบ้านหลังเล็กๆ
แต่ลักษณะการเต้นเป็นจังหวะของระบบเลเซอร์หมายความว่าโครงสำหรับตั้งสิ่งของของมันสามารถสร้างให้เล็กลงได้มาก แต่ยังมีงานอีกมากมายที่ต้องทำ รวมถึงการพัฒนาแม่เหล็กโครงสำหรับตั้งสิ่งของที่มีขนาดกะทัดรัดแต่ทรงพลังซึ่งทำงานในโหมดพัลซิ่ง นักวิจัยยังต้องหาวิธีเพิ่มพลังงานของโปรตอน
ที่เร่งด้วยเลเซอร์ ซึ่งปัจจุบันยังไม่สูงพอสำหรับการใช้งานด้านการรักษาบางอย่าง คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบ ได้ที่นี่และในบทความ นี้ ที่ตีพิมพ์การคาดการณ์ของฉันสำหรับการบำบัดด้วยโปรตอนที่ขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์และการแยกทางฟิสิกส์ที่มีแนวโน้มอื่น ๆ อยู่ในบทความ
ที่ชื่อว่า
“ฟิสิกส์สำหรับอนาคตของเรา” เริ่มต้นที่หน้า 52 ฉบับเดือนตุลาคม 2013 ซึ่งคุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ได้ที่นี่ และยังมีอีกมากมายเกี่ยวกับการบำบัดด้วยอนุภาคในบทความของเรา “ ข้อจำกัดความเสียหาย ” ทางเหนือ 500 กม. อย่างไรก็ตาม พิสูจน์ได้ยากอย่างยิ่งที่จะระบุว่าน้ำแข็งหยุดถอย
หรือเริ่มขยายตัวอีกครั้ง ความพยายามครั้งแรกในการตอบคำถามนี้เกิดขึ้นในปี 1960 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการสำรวจภาคสนามเพื่อวัดอัตราการเปลี่ยนแปลงมวลของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก แต่ผลลัพธ์ในช่วงแรกนี้พิสูจน์แล้วว่าไม่น่าเชื่อถือ ขนาดที่แท้จริงของทวีปแอนตาร์กติกา กว้างกว่า 5,000 กม.
ขวางกั้นการสุ่มตัวอย่างที่เหมือนจริงที่ระดับพื้นดิน ดังนั้นการวัดด้วยดาวเทียมจึงเป็นหนทางเดียวที่จะก้าวไปข้างหน้า สมดุลหนังสือมีเพียงสามวิธีที่ปฏิบัติได้จริงในการวัดการเปลี่ยนแปลงมวลของแผ่นน้ำแข็ง วิธีแรกที่เรียกว่า “การสร้างสมดุลของงบประมาณจำนวนมาก” เกี่ยวข้องกับการประมาณ
ปริมาณหิมะ
ที่ตกลงมาในทวีป แล้วลบมวลของน้ำแข็งทั้งหมดที่ออกจากธารน้ำแข็งบวกกับน้ำทั้งหมดที่ไหลออก (เล็กน้อยในแอนตาร์กติกา) เทคนิคที่สองเกี่ยวข้องกับการประมาณปริมาตรของแผ่นน้ำแข็ง ในขณะที่เทคนิคที่สามเกี่ยวข้องกับการวัดแรงดึงดูดของโลก ซึ่งเป็นช่องน้ำแข็งจากภายในทวีปที่หนาวเย็น
นักธารน้ำแข็งมักจะนิยมวิธีการแบบใช้งบประมาณจำนวนมาก ซึ่งกำหนดได้ง่ายที่สุดสำหรับธารน้ำแข็งแต่ละแห่ง เนื่องจากน้ำแข็งถูกลำเลียงผ่านช่องทางระบายน้ำที่กำหนดไว้อย่างดี แทนที่จะเป็นน้ำในเครือข่ายแม่น้ำ การวัดการสะสมตัวสุทธิ (ปริมาณหิมะลบการไหลบ่าใดๆ) มักจะรวมทั่วทั้งธารน้ำแข็ง
ในขณะที่การคำนวณน้ำแข็งที่ไหลออกมาจะคำนวณเป็นเส้นที่ฐานของธารน้ำแข็งใกล้กับจุดสิ้นสุดของธารน้ำแข็ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการงบประมาณจำนวนมากได้รับการปรับปรุงผ่านการใช้เรดาร์รูรับแสงสังเคราะห์แบบอินเตอร์เฟอโรเมตริก (InSAR) ที่เพิ่มมากขึ้น เทคนิคที่ใช้ดาวเทียมนี้
ช่วยให้นักวิจัยทำการวัดความเร็วของธารน้ำแข็งได้อย่างแม่นยำ ซึ่งจะช่วยลดความไม่แน่นอนในการสูญเสียมวล ปัญหาหลักของวิธีการงบประมาณจำนวนมากคือการอาศัยข้อมูลประวัติปริมาณหิมะที่เบาบาง และเทคนิคนี้ยังคงถูกขัดขวางโดยการขาดข้อมูลปริมาณหิมะและความหนาของน้ำแข็งที่แม่นยำ
วิธีที่สองในการวัดความผันแปรในมวลของแผ่นน้ำแข็ง วิธีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร เกี่ยวข้องกับการบันทึกความผันผวนเล็กน้อยในระดับความสูงของน้ำแข็งเมื่อเวลาผ่านไป และระบุความแตกต่างใดๆ กับการเปลี่ยนแปลงของปริมาณหิมะหรือมวลน้ำแข็ง อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ เทคนิคนี้จะทำงานได้ดี
ก็ต่อเมื่อได้รับข้อมูลในพื้นที่ขนาดใหญ่และสุ่มตัวอย่างตามช่วงเวลาที่ถี่ๆ วิธีการนี้ไม่ประสบความสำเร็จเป็นพิเศษจนกระทั่งได้รับข้อมูลจากเครื่องวัดความสูงด้วยเรดาร์บนดาวเทียม เครื่องมือเหล่านี้ส่งสัญญาณคลื่นไมโครเวฟมายังโลกและบันทึกเวลาที่รังสีที่กระจัดกระจายกลับมายังดาวเทียม
เมื่อทราบความเร็วที่คลื่นไมโครเวฟเคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศของโลก เวลาในการเดินทางจะช่วยให้สามารถกำหนดความสูงของส่วนต่าง ๆ ของแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกได้ (ดู “ฟิสิกส์บนน้ำแข็ง”) ข้อได้เปรียบของเครื่องวัดความสูงของดาวเทียมที่เหนือกว่าเครื่องบินก็คือว่ามันเคลื่อนที่ผ่านพื้นที่เดียวกัน
ของโลกซ้ำๆ ซึ่งช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุได้ว่าปริมาตรเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง ความไม่แน่นอนที่สำคัญเกิดขึ้นเมื่อแปลงการเปลี่ยนแปลงปริมาตรเป็นการเปลี่ยนแปลงมวล ซึ่งต้องมีการประมาณความหนาแน่นสัมพัทธ์และปริมาณของน้ำแข็งและหิมะอย่างแม่นยำ
