Les accélérateurs laser-plasma déploient des champs électriques extrêmement forts : 1000 fois supérieurs à ceux produits par les accélérateurs conventionnels. Ils utilisent des lasers impulsionnels femtosecondes très puissants qui produisent un plasma (électrons, ions) en ionisant la matière et qui génèrent les champs accélérant les électrons.
Pour obtenir un faisceau d’électrons de bonne qualité et de haute énergie, deux conditions doivent être réunies : le guidage de l'impulsion laser afin d'accélérer les électrons sur la distance la plus grande possible, et le contrôle de l'injection, c'est-à-dire de l'endroit où le faisceau d'électrons prend naissance, afin d'avoir un faisceau le plus monocinétique possible. Alors que ces conditions étaient obtenues de façon séparées depuis plus de 15 ans, elles n'avaient encore jamais été réalisées simultanément.
En mettant au point une méthode de guidage tout optique pour les faibles densités de gaz adaptées à l’accélération laser-plasma et en l’associant à une injection d'électrons par choc, les chercheuses et les chercheurs du Laboratoire d'optique appliquée (LOA - CNRS/École polytechnique/ENSTA) ont réuni les deux conditions et ont produit des faisceaux d’électrons de 1,1 GeV avec une efficacité sans précédent. Ce résultat lève un verrou essentiel qui devrait augmenter significativement les performances des accélérateurs laser-plasmas.
Ces résultats sont publiés dans la revue Light Science and Applications, avec Kosta Oubrerie comme premier signataire.
