在新近完成激光尾场加速实验中，美国能源部劳伦斯•伯克利国家实验室和英国剑桥大学的科学家在3.3厘米的距离上，将电子束的能量从零增加到10亿电子伏特以上。该项研究成果将刊登在10月的《自然物理》杂志上。
同新的研究结果相比，斯坦福线性加速器中心（SLAC）利用加速电场为每米2000万伏特的射频空腔谐振器，将电子束的能量增加到500亿电子伏特需要3.2千米的距离。研究人员表示，由于采取激光脉冲作用等离子体波所产生的电场每米可高达1000亿伏特，因此他们在10万分之一的SLAC加速距离（约3.3厘米）上让电子束的能量达到10亿电子伏特。
2004年秋，劳伦斯•伯克利国家实验室加速器和聚变研究部（AFRD）科学家维姆•李曼斯率领的“激光光学和加速器系统综合研究”（LOASIS）小组利用激光尾场加速技术，曾将聚焦的电子束的能量提高到了0.7亿至2亿电子伏特。不过，在随后准备进一步提高电子束能量时，研究小组遇到了难题。
然而，实验在李曼斯与英国剑桥大学的西蒙•胡克博士相见后发生了戏剧性的变化。胡克和他的研究小组多年来研究等离子通道和其在X射线激光器及等离子体加速器上的应用。他向李曼斯介绍了在蓝宝石中开凿的、能够允许高强度激光脉冲通过的毛细管通道。随即，双方便开始在提高电子束能量研究方面进行合作。通过独特的实验方法，他们在最近完成的实验中，在短距离内获得了高能电子束。
新的研究成果只是研究迈出的第一步，李曼斯表示：“激光尾场加速器产生的10亿电子伏特电子束为实现极其紧凑的高能实验和超亮自由电子激光开辟了道路。”此外，研究合作双方对今后面临的挑战极有信心，他们说：“国防部科学办公室高能物理处希望电子束的能量能达到100亿电子伏特，我们相信采用不足1米长的加速器就可以实现该目标。”
（科技日报）
