Muitos aceleradores de grande escala oferecem curto, pulsos poderosos de feixes de prótons. A criação dos feixes envolve o acúmulo de vários pulsos de feixe de baixa potência para produzir um único pulso de feixe de alta potência. Hoje, os poderes de feixe de prótons alcançáveis ​​são limitados pela tecnologia usada para mesclar os pulsos de entrada em um pulso de feixe final. Para resolver essa limitação, cientistas demonstraram uma nova técnica, chamado de decapagem a laser. A abordagem usa um laser de alta potência e dois ímãs.

A nova abordagem pode revolucionar a forma como os feixes de prótons de alta potência são gerados nos aceleradores. Os cientistas usam os feixes para responder a perguntas difíceis sobre os materiais. A indústria usa os feixes em aplicações médicas e de segurança. A remoção a laser significa aceleradores de última geração com poderes de feixe significativamente maiores. Potências de feixe mais altas resultam em maiores taxas de produção de partículas e maiores taxas de colisão de partículas.

O método convencional de mesclar pulsos de feixe começa com um pulso de entrada de íons de hidrogênio energizados, H-, ou um próton com dois elétrons, funde os íons com um feixe de prótons circulante em um anel, em seguida, retira os íons H- de seus elétrons para deixar apenas prótons no feixe. A remoção de elétrons é realizada passando o recém-mesclado, feixe de duas espécies através de uma película fina de micrômetro feita de um número atômico baixo, material de alto ponto de fusão, chamado de stripper foil. Essas folhas de stripper degradam em altas temperaturas. A degradação limita a densidade de potência alcançável do feixe de prótons. A técnica de remoção de laser é um novo método de remoção de elétrons de um feixe H energizado sem qualquer interação de material.

Como resultado, é escalonável para potências de feixe arbitrariamente altas. No método de decapagem a laser, um ímã remove o elétron externo fracamente ligado do íon H, transformando-o em um átomo de hidrogênio neutro. O elétron interno fortemente ligado é então excitado por um laser a um estado de ligação frouxa, onde pode ser removido por um segundo ímã dipolo para produzir um próton.

No experimento conduzido recentemente no acelerador Spallation Neutron Source, os cientistas demonstraram a técnica de remoção de laser para um pulso de 10 microssegundos de um feixe H de energia de 1 gigaeletronvolt usando tecnologia de laser comercial. A eficiência de separação de elétrons alcançada foi superior a 95 por cento, comparáveis ​​às eficiências típicas do método convencional à base de folha. Esta foi a primeira demonstração da técnica para feixes em escala de tempo realistas em um acelerador. A técnica foi um fator de aumento de 1000 na duração do pulso em comparação com uma demonstração anterior onde escalas menos realistas foram usadas.