Stefan Karsch和他的Attosecond物理实验室（LAP）小组与 Max Planck量子光学研究所（MPQ）和Munich's Ludwig Maximilians大学（LMU）共同在德国Garching开展合作，目标是制造用于工业和医学的小型实用激光粒子加速器。作为激光物理学家，他们不断寻求更加有效的光驱动方法来加速亚原子粒子。Karsch的工作建立在Donna Strickland和GérardMourou开发的啁啾脉冲放大（CPA）技术的基础上，以增加超短激光脉冲的强度（他们在2018年获得了诺贝尔物理学奖）。

高功率激光脉冲是粒子加速器概念的核心，称为激光尾场加速。当这样的脉冲聚焦在气体射流上时，其波阵面将气体分子中的电子分离以形成等离子体，并且其振荡电场会产生等离子体波，一些电子可以在其上冲浪并获得能量。总之，这些效应可以在很短的距离内快速加速电子束到极高的速度。紧凑的激光系统可用于将电子在几毫米距离内加速到高达99.9999％的光速。这些高能电子束可用于研究亚原子领域的超快动态特性或产生用于医疗用途的高强度X射线。

但是这种方法存在一个问题：由于这种等离子体加速器的极端条件，等离子体波容易产生难以控制的不稳定性。现在，Karsch团队的三名成员--Jeannes Wenz，AndreasDöpp和Konstantin Khrennikov--实施了两种控制尾流场中电子捕获过程的方法。他们的测量表明，这使得可以产生具有单独可调谐能量的双电子束。

这一壮举代表了激光驱动粒子加速器控制方面的重大进步。这些结果为新一代超快动力学实验奠定了基础，因为新方法产生的成对电子束仅相隔几毫秒。因此，这些电子或与它们相关的同步辐射可用于分子的快速振动运动或原子行为的其他快节奏方面的泵探针实验。到目前为止，这些实验仅限于泵和探针源的一些兼容组合。为此目的，新技术的出现将为伽马射线区域光子脉冲提供电子爆发和/或多个太赫兹，其也与主要高功率激光脉冲同步。

Karsch集团已经着手构建下一代新型辐射源。凭借位于LMU新型高级激光应用中心（CALA）的ATLAS-3000激光器，他们正在调试世界上最强大的激光器之一。现在可以探索新获得的创建双能电子束的能力的潜在医学应用，例如用于诊断目的的紧凑的激光驱动的x射线源的开发。

资料来源：https：//www.mpq.mpg.de/5817613/2019-02-21_Accelerator