Тим од ELI Beamlines и Чешкиот технички универзитет во Прага предлага нов пристап за плазмено-базирани забрзувачи на честички: користење на нелинеарни плазмени бранови како релативистички „огледала“ што се движат речиси со брзина на светлината. Идејата се темели на специјалната релативност, според која одбиената светлина од такво огледало може силно да се компресира и да премине кон повисоки фреквенции.
Во објавените трудови во Physical Review E и Physical Review Research, авторите развиваат аналитичка теорија и компјутерски симулации за бранови што ги вози сноп на наелектризирани честички (протони или електрони). За разлика од линеарните режими, нелинеарните плазмени бранови покажуваат посложено однесување, вклучително и можност бранот да се формира и внатре во самиот сноп, а не само зад него.
Токму оваа динамика може да овозможи создавање подвижни плазмени огледала со висока рефлективност. Во симулациите, одбиените ласерски импулси се компресираат од фемтосекунди во атосекунди, со зголемена амплитуда на електричното поле. Таков механизам е ветувачки за добивање светли и кохерентни X-зрачни импулси во многу помал простор од денешните големи истражувачки постројки.
Поширокото значење е двојно. Прво, резултатите даваат насоки за дизајн на плазмени релативистички огледала и за нивните граници, како што се условите за распаѓање на бранот. Второ, тие директно се поврзуваат со развојот на плазмени wakefield-забрзувачи, кои можат да постигнат многу поголеми градиенти на забрзување од класичните радиофреквентни акцелератори.
Според истражувачите, следниот чекор е експериментална проверка на концептот, вклучително и контрола на фокусирањето на атосекундните X-зрачни импулси и тестирање на издржливоста на плазмените огледала при интензивно ласерско зрачење. Ако овие насоки се потврдат во лабораторија, би можеле значително да го забрзаат развојот на компактни извори за напредни физички експерименти.
