A interação entre lasers e matéria está na vanguarda de novas investigações em física fundamental, bem como formando um alicerce potencial para novas inovações tecnológicas. Uma das iniciativas que lideram esta investigação é o projeto Extreme Light Infrastructure Nuclear Physics (ELI-NP). Aqui, o sistema de laser de alta potência (HPLS) do projeto - o laser mais poderoso do mundo - é apenas uma das ferramentas que impulsionam a aceleração de elétrons com lasers, Aceleração direta do laser (DLA). Em um novo artigo publicado em EPJ D , Etele Molnar, ELI-NP, Bucareste, e os co-autores estudam e revisam as características da aceleração do elétron no vácuo causada pelos pulsos de laser de maior potência alcançáveis ​​hoje, procurando a chave para o ganho líquido máximo de energia.

Em particular, os autores calculam os valores ideais do feixe de laser necessários para atingir a energia máxima do elétron para diferentes níveis de potência do laser. Eles observam que o ajuste de certos aspectos de um laser, como a cintura do feixe - o ponto em que um feixe de laser tem seu raio mínimo - pode aumentar favoravelmente a aceleração máxima de elétrons no vácuo para lasers polarizados linear e circularmente.

Como pode ser esperado, Molnar e colegas descobriram que a energia líquida dos elétrons, e, portanto, sua aceleração, é gerado com maior potência do laser para feixes com cintura de feixe ideal. O artigo descreve um ganho médio de energia em elétrons de alguns MeV em interações de pulso completo, em que os elétrons de maior energia possuem é de aproximadamente 160 MeV. Em outros casos, como interações de meio pulso, Contudo, os autores dizem que esses ganhos de energia são quase uma ordem de magnitude maiores - chegando a 1 GeV.

Em termos de pesquisas futuras, o documento apresenta outras direções potenciais. Por exemplo, os pesquisadores sugerem que um estudo com foco na aceleração direta do laser com modos gaussianos de Laguerre mais altos - perfis de feixe circularmente simétricos ou lasers com cavidades que são cilíndricas simétricas - deve seguir o artigo atual.