Forschern am kalifornischen Berkeley Lab gelang die Konstruktion eines so genannten Laser-Plasma-Beschleunigers, mit dem Elektronen auf einer Strecke von nur neun Zentimetern auf eine Energie von 4,25 Gigaelektronvolt beschleunigt werden können. Eine solche Beschleunigung auf so kurzer Distanz entspricht einem Energiegradienten, der gut tausendmal höher als der konventionelle Teilchenbeschleuniger ist. Damit wurde ein Weltrekord gebrochen. Es wird erwartet, dass nun Experimente, für die bisher ein kilometerlanger Beschleuniger nötig war, im Labor auf einer Arbeitsplatte möglich werden.

Traditionelle Teilchenbeschleuniger wie etwa der berühmte LHC (Large Hadron Collider) in Genf mit seinem Umfang von 27 km beschleunigen Teilchen, indem ein elektrisches Feld entsprechend moduliert wird. Die maximale Beschleunigung liegt hier bei 100 MeV. Beim neuen Konzept sorgt ein kräftiger Laserimpuls in einer mit Plasma gefüllten Röhre für die Energie. Der Laser erzeugt dabei einen Kanal im Plasma, wodurch Wellen entstehen, die freie Elektronen „fangen“ und diese beschleunigen. Der bisherige Rekord wurde dabei mit einen Laser erreicht, der eine Leistungsspitze von enormen 1 PW hat.

Bild: Roy Kaltschmidt