Hadronstrålterapi, som ofta används för att behandla solida tumörer, innebär att bestråla en tumör med en stråle av högenergiladdade partiklar, oftast protoner; dessa överför sin energi till tumörcellerna, förstöra dem. Det är viktigt att förstå den exakta fysiken för denna energiöverföring så att tumören kan riktas exakt. Pablo de Vera från MBN Research Center, Frankfurt, Tyskland och medarbetare vid universiteten i Murcia och Alicante, Spanien, har producerat en konsekvent teoretisk tolkning av de mest exakta experimentella mätningarna av jonstrålarnas energiavsättning i flytande vattenstrålar, vilket är det mest relevanta ämnet för att simulera interaktioner med mänsklig vävnad. Deras verk publiceras i The European Physical Journal D .

När en jonstråle kommer in i en patients kropp, den överför sin rörelseenergi till vävnaden, framställning av elektroniska excitationer; den maximala dosen cellförstörande strålning levereras vid den punkt då den stannar. Förutspår hur man träffar tumören exakt, minska eller undvika energiöverföring till angränsande normal vävnad, kräver en exakt förståelse av denna "elektroniska stoppkraft". Tills nu, teoretiska modeller av interaktionen har inte riktigt matchat de få tillgängliga experimentella mätningarna.

Den vanligaste metoden för att modellera energiförlusten när högenergjoner passerar genom ett material är Monte Carlo-simulering. De Vera och hans medarbetare använde sin egen Monte Carlo-metod, som tar hänsyn till flera olika typer av interaktion mellan jonerna och materialet samt målets detaljerade geometri - här en flytande vattenstråle. De fann att när strålens diameter var något reducerad, som lätt kan hända med avdunstning, simuleringarna återgav nästan exakt experimentella resultat. De Vera och hans kollegor tänker nu använda sin kod för att studera generering av sekundära elektroner av jonstrålar i vävnad och på så sätt få en ännu bättre förståelse för de fysiska mekanismer som ligger bakom denna kraftfulla typ av cancerbehandling.