Proton demetleri, parçacık demetleri üretmek için bir teknik olan wakefield hızlandırmada kullanılır. Son testler, bu demetlerin plazma ile etkileşimleri nedeniyle yüksek yoğunluğu filamentlere ayrılabileceğini göstermiştir. Bilim insanları, İsviçre'deki CERN'de bulunan AWAKE deneyinde proton demetini plazma ile etkileştirmek için bir yöntem araştırmaktadır. Ancak wakefield hızlandırması olarak adlandırılan bu yöntem, proton demeti içinde kararsızlıklara neden olan protonların tıkanması ve demetin yapısını zayıflatması, hızlanma uzunluğunu ve kalitesini etkileme potansiyeline sahiptir.
Livio Verra ve AWAKE İşbirliği'ndeki meslektaşları, plazmaya uzun bir proton demeti enjekte ettikten sonra demetin yoğun, dar şeritlere parçalandığını gördüler. İlk olarak, bu duruma filamentasyon dengesizliği denilmektedir. Ölçümler, bu etkinliği yol açan koşulları göstermektedir.
Bilim insanları, argon gazı ile doldurulmuş uzun, ince bir cam tüp içinde plazma oluşturmak için başladılar. CERN Süper Proton Senkrotronu, 400 GeV yüksek yoğunluklu proton demetlerini tüpün ucuna enjekte ederek proton enerjisini sağladı.
Grup, bu deneyin profillerden plazma ile temasını belirleyebilmek için, plazma tüpünden hem önce hem de sonra ışın yoluna metalik ekranlar yerleştirdiler. Grup, bu enine profillerden plazma ile temasının neden olduğu yapısal değişiklikleri belirleyebildi.
Verra ve meslektaşları, demetin çekirdeğine yakın küçük noktaların ortaya çıktığında demetin ipliklere ayrıldığını fark ettiler. Radyasyonun plazmalara ne kadar derinden girebileceğinin bir ölçüsü olan plazma cilt derinliğinden 1,5 kat daha büyük olması durumunda demetlerin ayrılmasına yol açan potansiyelini görmekte oldular.
Bu deneyler, proton demetleri ve plazma arasındaki etkileşimlerin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacak ve yüksek enerjili fiziksel araçların incelemelerine kullanılabilir hale getirilebilmesine katkıda bulunacaktır.