Физики выясняют реакции, лежащие в основе пучков положительных ионов, поражающих молекулярные мишени, актуальные для протонной терапии.

В частности, авторы исследуют взаимодействия положительно заряженных ионов, таких как протоны, катионы углерода и кислорода, при столкновении с газовыми молекулами фурана и гидрированными производными фурана, называемыми тетрагидрофураном (ТГФ), в диапазоне энергий от 50 до 1000 электронвольт. Для этого они идентифицируют продукты реакции, обнаруживая их люминесценцию с помощью эмиссионной спектроскопии, индуцированной столкновениями. Они также отслеживают эволюцию лежащих в основе столкновительных процессов.Основываясь на обнаружении необычно сильных атомных линий водородной серии Бальмера, исследование показывает, что образование возбужденного водорода зависит от типа выбранного снаряда и его скорости.

Они считают, что в процессах столкновения преобладает перенос электронов от молекул-мишеней к протонам. Сначала протон захватывает электрон целевой молекулы, образуя возбужденный атом водорода, затем этот возбужденный атом водорода распадается, испуская фотон определенной длины волны.Они обнаружили, что значения факторов депопуляции зависят от энергий столкновения и показывают значительную депопуляцию более высоколежащих состояний водорода.

Сравнивая коэффициенты депопуляции, полученные для разных катионов, они могут различать разные столкновительные процессы. По мнению авторов, результаты исследования могут быть непосредственно применены для разработки программных средств диагностики, которые являются более точными, чем доступные в настоящее время решения.