在大型粒子加速器中，亚原子粒子(如电子)被加速到与到达目标表面的光速相当的超高速。加速的亚原子粒子的碰撞产生独特的相互作用，使科学家能够更深入地了解物质的基本属性。

传统上，基于激光的粒子加速器需要昂贵的激光器(在 1-2000 万美元范围内)并且包含在大型国家设施中。如此复杂的装置能够将电子加速到兆电子伏(MeV)能量。但是，是否可以使用一种更简单的激光器(其成本仅为目前使用的激光器的一小部分)来设计类似的粒子加速方案?

海得拉巴塔塔基础研究所 (TIFRH) 的科学家们实现了令人兴奋的飞跃，设计了一种优雅的解决方案，能够以仅为先前认为必要的激光强度的一小部分(小 100 倍)成功生成 MeV (10 6 eV) 温度电子。

研究结果发表在《通讯物理学》杂志上。

该技术实现了两个激光脉冲;首先在微滴中产生微小的、受控的爆炸，然后是第二个脉冲将电子加速到兆电子伏(MeV)能量。更令人兴奋的是，他们使用的激光器比以前认为所需的激光器少了 100 倍，从而实现了这一目标，这使得未来的研究更容易使用且用途广泛。这一发现的影响可能是巨大的，因为它能够产生高能电子束，其应用范围包括无损检测、成像、断层扫描和显微镜检查，并且可以影响材料科学到生物科学。

TIFRH 研究人员开发的装置使用毫焦耳级激光器，以每秒 1,000 个脉冲的速率发射 25 fs 超短脉冲，用于动态凿出直径 15 µm 的微滴。这种动态目标成形涉及两个串联工作的激光脉冲。第一个脉冲在液滴中形成凹面，第二个脉冲驱动静电等离子体波，将电子推向兆电子伏能量。

静电波是等离子体中的振荡，很像当您穿过石头时在水池中产生的机械扰动。在这里，激光在电子海中产生扰动，并产生“电子海啸”，这种海啸会破裂并产生高能电子，就像海岸上的波浪飞溅一样。该过程产生的不是一根而是两束电子束，每束电子束都有不同的温度分量：200 keV 和 1 MeV。

这项创新利用安装在桌面上的激光器产生超过 4 MeV 的定向电子束，使其成为跨不同科学领域的时间分辨微观研究的游戏规则改变者。