Новый рекорд для компактных ускорителей элементарных частиц установлен физиками Калифорнийского университета. Научная группа из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли добилась энергии 4,25 гигаэлектронвольт для пучка электронов. Длина ускорителя составила всего 9 сантиметров.
Принцип действия ускорителя близок использованному ранее в другом калифорнийском научном заведении — в Национальной ускорительной лаборатории SLAC. В замкнутом пространстве, заполненном плазмой, создаётся возмущение, и, следовательно, сильное электрическое поле, которое ускоряет пучок электронов. Отличие от эксперимента SLAC состоит в том, что кильватерную волну создаёт не поток заряженных частиц, а лазер.
В эксперименте использовался самый мощный в мире лазер BELLA (англ. Berkeley Lab Laser Accelerator — лазерный ускоритель лаборатории в Беркли), сконструированный специально для работы над задачей ускорения элементарных частиц. Пиковая мощность лазера достигает одного петаватта.
Основную трудность при создании ускорителей подобного типа представляет удержание всех параметров в допустимых пределах: даже небольшие отклонения в плотности плазмы, мощности и точности лазерного пучка приводят к потерям энергии при ускорении и большому разбросу энергий электронов. Параметры лазера отвечают заданным требованиям: он способен попасть в отверстие диаметром 500 микрон на расстоянии 14 метров, а мощность его импульсов постоянна с точностью до долей процента. Однако остаётся проблема поддержания заданной плотности плазменного канала, которую авторы работы намереваются решить в будущем.