Kanser Tedavisinde Parcacik Fiziginin Rolu - CERN'de, kanser tedavisinde olumlu sonuç potansiyeli olan 40 metrelik doğrusal parçacık hızlandırıcının tesis koordinatörü Roberto Corsini tarafından sergileniyor.

Kanser Tedavisinde Parçacık Fiziğinin Rolü

CERN’de kanser tedavisini ilerletme potansiyeli olan 40 metrelik doğrusal parçacık hızlandırıcı, tesis koordinatörü Roberto Corsini tarafından sergileniyor. Kanser tedavisinin sınırları, evreni kavrayışımızı test etmek için parçacık fiziğinden sıklıkla yararlanan Avrupa’daki CERN laboratuvarındaki bilim insanları tarafından ortadan kaldırılıyor.

Bu alandaki bilim insanları, kanserin radyasyonla tedavisinde terapötik pencereyi genişletmek ve aksi takdirde ölümcül olabilecek ulaşılması zor tümörleri tedavi etmek amacıyla devasa parçacık hızlandırıcılarla deneyler yapıyor.

CERN’de tesis koordinatörü olan Roberto Corsini, CLEAR laboratuvarının bir parçası olan oldukça büyük bir doğrusal parçacık hızlandırıcının yanında duruyor. Bir ucunda alüminyum folyo ile paketlenmiş tüpler bulunan 40 metrelik metal bir ışın, çok sayıda izleme cihazı ve çıkıntı yapan renkli teller ve kablolardan oluşuyor.

Kısa bir süre önce AFP’ye yaptığı ziyaret sırasında Corsini açıklamalarda bulundu. Yapılan çalışmalarda atom çekirdeğinde bulunan negatif yüklü parçacıklar olan yüksek enerjili elektron ışınları üretmeye odaklandığını açıkladı.

Corsini’ye göre bu grup “elektronları, 100 milyon elektron voltun (MeV) üzerinde olan derin yerleşimli kanserleri tedavi etmek için gereken enerjilere hızlandırmak için bir teknik” üzerinde çalışıyor.

Plan, yepyeni ve son derece etkili bir tedavi yöntemi olan FLASH ile bu çok yüksek enerjili elektronları (VHEE) birleştirmektir.

Bu metodoloji, radyasyon dozunun mevcut yöntemdeki birkaç dakikanın aksine birkaç yüz milisaniye içinde verilmesini içermektedir.

Bunun hedeflenen tümör üzerinde aynı yıkıcı etkiye sahip olduğu, ancak çevredeki sağlıklı dokuya verilen zararı önemli ölçüde azalttığı gösterilmiştir.

Kanser Hastalığında Radyasyon(Işın) Tedavisi

CERN fizikçilerinin amacı, kanser radyasyon tedavisini, aksi takdirde ölümcül olabilecek ulaşılması zor tümörlere karşı daha etkili hale getirmektir.

CERN’de bilgi aktarım görevlisi olan Benjamin Fisch’e göre, geleneksel radyasyon terapisinde “bir miktar ikincil hasar yaratırsınız”. Ona göre FLASH tedavisinin etkisi, hem hızlı hem de yoğun olması nedeniyle “kanser hücrelerini düzgün bir şekilde yok ederken sağlıklı dokuya toksisiteyi en aza indirmektir”.

Yaklaşık 6-10 MeV’lik düşük enerjili elektron ışınları sağlayan ve halihazırda erişilebilir olan tıbbi lineer hızlandırıcılara veya lineer hızlandırıcılara dayanan FLASH, ilk olarak 2018 yılında hastalara uygulanmıştır.

Ancak ışınların yoğunluğu çok düşük olduğu için derinlere nüfuz edemiyor, dolayısıyla bu son derece etkili tedavi şimdiye kadar sadece cilt kanseriyle ilişkili yüzeysel tümörlerde kullanıldı.

Ancak CERN araştırmacıları şu anda Lozan Üniversite Hastanesi (CHUV) ile birlikte çalışarak elektronları 100 ila 200 MeV’e kadar hızlandırabilen bir FLASH iletim cihazı inşa etmekte ve böylece tekniğin erişilmesi zor olan çok daha geniş bir tümör yelpazesine uygulanmasını mümkün kılmaktadır.

Ameliyat, kemoterapi ya da konvansiyonel radyasyon tedavisiyle çıkarılamayan derin kanser tümörleri artık sıklıkla ölümcül olarak görülüyor.

AFP’ye konuşan CHUV radyoloji bölümü başkanı Profesör Jean Bourhis’e göre hedef, artık tedavisi mümkün olmayan hastalar olacak.

“Kanser vakalarının üçte birini oluşturan bu tümörler için oyunun kurallarını değiştirebilir.”

Profesör Jean Bourhis’e göre, derin bir kök nedeni olan durumlara odaklanacak olan program “oyunu değiştirebilir”.
FLASH yaklaşımının, çevre dokular üzerinde önemli ölçüde daha az zararlı etkisiyle, beyinde sıkışmış veya diğer temel organlara yakın tümörleri hedef almayı mümkün kılabileceğine dair özel bir umut var.

Bourhis’e göre, eğer işe yararsa, inatçı kanser tümörlerinden kaynaklanan ölümleri tarihe gömmese bile, en azından daha fazla tedavi için yeni bir potansiyel olacak.

Güçlü hızlandırıcıyı bir hastanenin içine sığacak kadar küçük yapmak engellerden biri.

CERN’deki CLEAR hızlandırıcısı elektron enerjisini yükseltmek için 20 metre, ışını koşullandırmak, izlemek ve dağıtmak için de 20 metre daha sürüyor. Sonuç olarak, CLEAR hızlandırıcısına ev sahipliği yapmak için oldukça büyük bir galeri ayrılmıştır.

Ancak Corsini, CERN’in “çok daha sınırlı bir ortamda hızlandırma” yapabileceğini savundu.

CHUV ile birlikte geliştirilen prototip, toplam uzunluğu 10 metre olan bir makineyle aynı görevi yerine getirmeye çalışacak.

Corsini bu “kompakt” çözüm için “maliyeti düşürüyor, güç kullanımını ve değişkenliği azaltıyor ve komple bir bina inşa etmek zorunda kalmadan bir hastanenin içine kolayca kurabiliyorsunuz” dedi.

Bourhis’e göre, her şey plana uygun giderse, prototip inşaatı önümüzdeki yılın Şubat ayında başlayacak ve hasta klinik deneyleri 2025 yılında başlayabilecek.

Kaynak: Phys.org – Nina LARSON

♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️♻️

{Euraka Film‘im‘den alinti kareler}

Takyon (Yunanca ταχύς takhís, "hızlı" anlamımda), ışıktan hızlı giden farazi parçacıklardır.

İlk tanımı Arnold Sommerfeld'e atfedilmişse de, aslında ilk olarak George Sudarshan ve Gerald Feinberg tarafından yazılmıştır.

Çoğu fizikçi için fiziğin bilinen yasaları ile tutarlı değildir, çünkü ışıktan daha hızlı parçacıkların olamayacağı tahmin edilmektedir.

Takyonlar, Albert Einstein'in ünlü Genel görelilikyasasındaki v² /c² ifadesindeki cismin hızı (v) ışık hızından (c) büyük olursa ne olur sorusunun cevabıdırlar.

Bu nedenle takyon parçacıklarının kütleleri reel sayı ile değil karmaşık sayılar ile ifade edilir (2i kg. kütleli gibi) aynı zamanda v daima c den büyük olacağından, takyonlar için en yavaş hız ışık hızıdır. Ancak tam olarak ışık hızında da olamazlar çünkü ışık hızında olursalar v²/c² = 1 olacağından bu ifade tanımsız olur.

Bununla birlikte, negatif kare kütle alanlar genellikle, "takyonlar" olarak adlandırılır ve aslında modern fizikte önemli bir roloynamaya başlamıştır. Potansiyel tutarlı teoriler, ışıktan daha hızlı parçacıkların Lorentz değişmezinin kırılmasına dahil olanlara izin verir böylece özel göreceliğin altında yatan simetriye, ışığın hızı bir bariyer değildir, Böylece gerçek dünya için sınır olan ışık hızı burada da değerini korur. Buradan çıkarılacak sonuç ise, takyonların varlığının fizik ve matematik kurallarına aykırı olmadığıdır.

Hız:

sıradan parçacıkların aksine, enerji azaldıkça Takyon hızı artar. $v$ sonsuza yaklaştığında, özellikle $E$ sıfıra yaklaşır. (Sıradan bradyonik madde için,E,v hızı c, ışık hızına yaklaşırken keyfi büyüme olarak artan hızda artar).

Sonsuz enerji üzerinde ya da altında gelenin ulaşmasına engel için gereklidir çünkü bu nedenle, bradyonların ışık hızı bariyerini kırması yasaktır, bu yüzden oldukları gibi c altına çok aşağı yavaşlatan takyonlara yasak vardır. Einstein, Tolman ve başkaları tarafından belirtildiği gibi, özel görelilikte sözedilen ışıktan daha hızlı parçacıklar var ise, zaman içinde geriye doğru iletişim kurabilmek anlamına gelir.

💫

1905'te Albert Einstein tarafından Annalen der Physik dergisinde, "Hareketli cisimlerin elektrodinamiği üzerine" isimli makalenin ikinci sayfasında açıklanan ve ardından beşinci sayfasındaki "bir cismin atıllığı enerji içeriği ile bağlantılı olabilir mi?" başlıklı makaleyle pekiştirilmesiyle ortaya çıkmıştır. Teoriye göre bütün varlıklar ve varlığın fiziksel olayları görelidir. Zaman, mekan, hareket, birbirlerinden bağımsız değildirler. Aksine bunların hepsi birbirine bağlı, göreli olaylardır. Nesne zamanla, zaman nesneyle, mekan hareketle, hareket mekanla ve dolayısıyla hepsi birbiriyle bağımlıdır. Bunlardan hiçbiri bağımsız değildir, kendisi bu konuda şöyle demektedir:

Zaman ancak hareketle, cisim hareketle, hareket cisimle vardır. O halde; cisim, hareket ve zamandan birinin diğerine bir önceliği yoktur. Galilei'nin Görelilik Prensibi, zamanla değişmeyen hareketin göreceli olduğunu; mutlak ve tam olarak tanımlanmış bir hareketsiz halinin olamayacağını önermekteydi. Galileo'nin ortaya attığı fikre göre; dış gözlemci tarafından hareket ettiği söylenen bir gemi üzerindeki bir kimse geminin hareketsiz olduğunu söyleyebilir.