Terapia con haz de hadrones, que se usa a menudo para tratar tumores sólidos, implica irradiar un tumor con un haz de partículas cargadas de alta energía, la mayoría de las veces protones; estos transfieren su energía a las células tumorales, destruyéndolos. Es importante comprender la física precisa de esta transferencia de energía para que el tumor se pueda atacar con precisión. Pablo de Vera del Centro de Investigación MBN, Frankfurt, Alemania y colaboradores de las Universidades de Murcia y Alicante, España, han producido una interpretación teórica coherente de las mediciones experimentales más precisas de la deposición de energía de haces de iones en chorros de agua líquida, que es la sustancia más relevante para simular interacciones con tejido humano. Su trabajo se publica en The Revista Física Europea D .
Cuando un haz de iones entra en el cuerpo de un paciente, transfiere su energía cinética al tejido, producir excitaciones electrónicas; la dosis máxima de radiación destructora de células se administra en el punto en que se detiene. Predecir cómo golpear el tumor con precisión, reducir o evitar la transferencia de energía al tejido normal adyacente, requiere una comprensión precisa de este "poder de frenado electrónico". Hasta ahora, Los modelos teóricos de la interacción no han coincidido del todo con las pocas mediciones experimentales disponibles.
El método más común para modelar la pérdida de energía cuando los iones de alta energía atraviesan un material es la simulación de Monte Carlo. De Vera y sus compañeros de trabajo utilizaron su propio método Monte Carlo, que tiene en cuenta varios tipos diferentes de interacción entre los iones y el material, así como la geometría detallada del objetivo, aquí un chorro de agua líquida. Descubrieron que una vez que el diámetro del chorro se reducía ligeramente, como podría suceder fácilmente con la evaporación, las simulaciones reprodujeron casi exactamente los resultados experimentales. De Vera y sus colegas ahora tienen la intención de usar su código para estudiar la generación de electrones secundarios por haces de iones en el tejido y así obtener una comprensión aún mejor de los mecanismos físicos subyacentes a este poderoso tipo de tratamiento contra el cáncer.
