De interactie tussen lasers en materie staat voorop bij nieuw onderzoek naar fundamentele fysica en vormt een potentieel fundament voor nieuwe technologische innovaties. Een van de initiatieven die aan de basis van dit onderzoek staan, is het project Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics (ELI-NP). Hier is het High-Power Laser System (HPLS) van het project - 's werelds krachtigste laser - slechts een van de instrumenten die elektronenversnelling met lasers aandrijven, Directe laserversnelling (DLA). In een nieuw artikel gepubliceerd in EPJ D , Etele Molnar, ELI-NP, Boekarest, en co-auteurs bestuderen en beoordelen de kenmerken van elektronenversnelling in een vacuüm veroorzaakt door de krachtigste laserpulsen die vandaag de dag haalbaar zijn, op zoek naar de sleutel tot maximale netto energiewinst.

Vooral, de auteurs berekenen de optimale waarden van de laserstraal die nodig is om maximale elektronenenergie te bereiken voor verschillende laservermogensniveaus. Ze merken op dat het afstemmen van bepaalde aspecten van een laser, zoals de straaltaille - het punt waarop een laserstraal zijn minimale straal heeft - de maximale versnelling van elektronen in een vacuüm gunstig kan verhogen voor zowel lineair als circulair gepolariseerde lasers.

Zoals verwacht mag worden, Molnar en collega's vinden dat de netto energie van de elektronen, en dus hun versnelling, wordt verhoogd met verhoogd laservermogen voor bundels met optimale bundeltailles. Het artikel beschrijft een gemiddelde energiewinst in elektronen van een paar MeV in volledige pulsinteracties, waarin de elektronen met de hoogste energie ongeveer 160 MeV hebben. In andere gevallen, zoals interacties met een halve puls, echter, de auteurs zeggen dat deze energiewinst bijna een orde van grootte groter is - tot wel 1 GeV.

Wat toekomstig onderzoek betreft, de krant stelt andere mogelijke richtingen naar voren. Bijvoorbeeld, de onderzoekers suggereren dat een onderzoek met een focus op directe laserversnelling met hogere Laguerre Gauss-modi - cirkelsymmetrische straalprofielen of lasers met holtes die cilindrisch symmetrisch zijn - het huidige papier zou moeten volgen.