In sciencefiction, krachtige lasers afvuren ziet er eenvoudig uit - de Death Star kan gewoon vernietigende kracht door de ruimte sturen als een strakke straal. Maar in werkelijkheid, zodra een krachtige laser is afgevuurd, er moet voor worden gezorgd dat het niet te dun wordt verspreid.

Als je ooit een zaklamp op een muur hebt gericht, je hebt een voorbeeld gezien van de diffusie van licht. Hoe verder je van de muur bent, hoe meer de straal zich verspreidt, wat resulteert in een grotere en zwakkere lichtvlek. Lasers breiden over het algemeen veel langzamer uit dan de stralen van zaklampen, maar het effect van diffusie is belangrijk wanneer de laser een lange weg aflegt of een hoge intensiteit moet behouden.

Of je doel nu is om galactische overheersing te bereiken of, realistischer, om elektronen te versnellen tot ongelooflijke snelheden voor natuurkundig onderzoek, je wilt een zo strak en krachtig mogelijke straal om de intensiteit te maximaliseren.

In hun experimenten, onderzoekers kunnen apparaten gebruiken die golfgeleiders worden genoemd, zoals de optische vezels die het internet door je hele buurt kunnen vervoeren, om lasers te transporteren terwijl ze beperkt blijven tot smalle bundels.

De duidelijke kern en buitenste schil, of bekleding, van een golfgeleider voorkomen dat de laser zich uitspreidt. Maar, als de laserpuls te intens is, het loopt tegen een probleem aan:het vernietigt een optische vezel in een duizendste van een nanoseconde.

Door de Amerikaanse National Science Foundation gefinancierde onderzoekers van de Universiteit van Maryland hebben een verbeterde techniek ontwikkeld om golfgeleiders te maken die bestand zijn tegen de kracht van intense lasers.

Hun techniek is gebaseerd op het bouwen van een golfgeleider uit een plasma - een gas waarbij de elektronen uit de kernen van de atomen zijn gescheurd. In een paper gepubliceerd in Physical Review Letters, ze laten zien hoe krachtige pulsen kunnen worden uitgezonden langs een golfgeleider die wordt gecreëerd door zwakkere laserpulsen in een wolk van waterstof af te vuren.

De onderzoekers voorspellen dat de techniek een krachtig hulpmiddel zal zijn in experimenten met hoge energiedeeltjesversnelling. "De nieuwe niet-thermische golfgeleidermethodologie die door deze groep is ontwikkeld, heeft het potentieel om de prestaties van op laser gebaseerde deeltjesversnellers aanzienlijk te verbeteren, " zei Vjatsjeslav Loekin, een programmadirecteur in de afdeling Natuurkunde van NSF. "Dergelijke ontwikkelingen kunnen leiden tot compactere en betaalbare versnellers in zowel fundamenteel als toegepast onderzoek."