Una flecha atravesando una manzana lo convierte en una espectacular vista explosiva en cámara lenta. Similar, iones energéticos que pasan a través de gotas de líquido inducen ondas de choque, que puede fragmentar las gotas.

En un estudio publicado en La Revista Física Europea D , Eugene Surdutovich de la Universidad de Oakland, Rochester, Michigan, USA con sus colegas del MBN Research Center, Frankfurt, Alemania ha propuesto una solución para observar las ondas de choque inducidas por iones predichas. Creen que se pueden identificar observando la forma en que los iones entrantes fragmentan las gotas de líquido en múltiples gotas más pequeñas. El descubrimiento de tales ondas de choque cambiaría nuestra comprensión de la naturaleza del daño por radiación con iones al tumor canceroso. Esto es importante para la optimización de la terapia del cáncer con haz de iones, lo que requiere un conocimiento profundo de la relación entre las características físicas del haz de iones entrante y sus efectos sobre los tejidos biológicos.

En medicina nuclear, Los haces de iones, que utilizan protones e iones de carbono, se han utilizado clínicamente en el tratamiento de radioterapia de los tumores cancerosos desde la década de 1990. A diferencia de los rayos X, su capacidad para penetrar en el cuerpo y liberar un pico de energía acorde con la energía de los iones entrantes en una ubicación deseada los hace ideales para atacar tumores profundamente arraigados.

Las ondas de choque predichas contribuyen significativamente al daño termomecánico infligido deliberadamente al tejido tumoral. Específicamente, el flujo colectivo intrínseco a las ondas de choque ayuda a propagar especies reactivas biológicamente dañinas, como los radicales libres, derivado de los iones. Este mecanismo aumenta el volumen de células tumorales expuestas a especies reactivas.

En presencia de ondas de choque, los autores demuestran que, dentro de 100 picosegundos, una gota golpeada por un ión se fragmenta en gotas mucho más pequeñas si su radio está entre 30 y 1000 nanómetros. Este trabajo sugiere una forma de observar directamente estas ondas de choque de forma experimental.