With the rapid iteration of ultra-intense femtosecond laser technology, laser intensities have entered the relativistic regime (>10¹⁸ W/cm²). Við svo erfiðar líkamlegar aðstæður er efni algjörlega jónað í plasma og hægt er að flýta mjög léttum rafeindum beint með rafsviði leysisins-ferli sem kallast Direct Laser Acceleration (DLA). Þetta ferli þjónar sem grundvallargrundvöllur fyrir mörg landamærasvið, þar á meðal háþróaða hröðun, há-orkugeislunargjafa og attósekúnduvísindi.
Hins vegar hefur hefðbundin DLA tækni lengi verið þjáð af kjarnaáskorun: hún byggir fyrst og fremst á lengdarhugmyndakrafti Gauss-leysis við akstur. Samt sýnir þverlægur hugarkraftur Gauss leysir Gauss dreifingu, sem óhjákvæmilega ýtir rafeindum út á við. Þetta hindrar verulega stöðuga rafeindahröðun og er orðið „flöskuháls“ vandamál á sviði.
Til að sigrast á þessari áskorun stækkaði SIOM rannsóknarteymið nýstárlega skipulögð leysisvið í rafeindahröðunartilraunir. Þeir notuðu einstaka dreifingu í holu styrkleika og innri skriðþunga svigrúms í Laguerre-Gaussian (LG) leysigeislum til að vinna nákvæmlega með rafeindum. Tilraunaniðurstöður sýna að örvhentir-hringlaga skautaðir LG leysir búa yfir einstöku lengdarrafsviði á sjónásnum. Ásamt þverskipsfókusáhrifum myndar þetta með góðum árangri stöðuga „tæmibólu“ hröðunarbyggingu. Þessi uppbygging er svipuð og plasmabólunum í klassískri wakefield hröðun, sem veitir kjörið umhverfi fyrir stöðuga og mjög skilvirka rafeindahröðun.
Þessi árangur fyllir ekki aðeins skarð í tilraunastaðfestingu á afstæðishyggju LG leysir-drifnu DLA heldur eykur einnig verulega stöðugleika og samruna rafeindageislans. Ennfremur er hröðunarhlutfallið í LG leysisviðinu í beinu hlutfalli við leysistyrkinn og er óháð flóknu plasmaumhverfinu sem á eftir kemur. Þessi einstaka eiginleiki opnar algjörlega nýja leið til að búa til míkrómetra-kvarða fyrirferðarmikil hröðunarbyggingu, sem hugsanlega gerir hugmyndina um "þétta hraða" að veruleika. Með frekari hagræðingu í framtíðinni er búist við að þessari tækni verði víða beitt í ofurhröðri eðlisfræði, efnisvísindum og læknisfræðilegum myndgreiningum, sem knýi fram stökkþróun í mörgum greinum.
