日本国立量子与放射科学技术综合研究所(QST)关西光子科学研究所(关西实验室)量子应用光学研究部首席研究员小岛正兴携手高级研究员榊康直，以及高能加速器研究机构(KEK)高级研究员诹访田刚、住友重工业株式会社、九州大学和山形大学的研究团队，共同展示了一种用于癌症治疗设备的激光产生的高速离子控制技术。该技术旨在通过用紧凑型激光加速器取代现有大型加速器，大幅缩小癌症治疗设备的体积。
当前，先进的癌症治疗设备因依赖大型加速器而体积庞大，限制了其广泛应用。QST的“量子手术刀项目”致力于解决这一问题，2023年，该项目已成功完成全球首台激光加速离子注入器原型机。该原型机通过引入“相位旋转腔”，将离子速度调整至目标值，成功将达到目标速度的离子数量增加10倍。在10赫兹下运行时，有望满足量子手术刀所需的离子数量。此外，该技术还能实时观察到极短时间内聚集的大量离子，离子群密度比传统加速器高出100倍以上。
这项激光加速离子控制技术不仅适用于量子手术刀，还具备在耐久性评估测试、材料科学和生命科学等领域的广泛应用潜力。研究人员将继续开发更重的碳离子，并确定安装在量子手术刀中的碳离子注入器的最终设计。同时，高密度离子集合的研究也将为分析离子和中子碰撞造成的材料损伤初始过程提供新方法，对新材料开发具有重要意义。
研究结果于2025年9月27日发表在《科学仪器评论》上，并得到了日本科学技术振兴机构(JST)的支持。
