等离子体通道的电子密度分布图（蓝色）在蓝宝石管（灰色）内部形成，结合了放电和80亿分之一秒长激光脉冲

为了解我们宇宙的基本本质，科学家们建立粒子对撞机，以使电子及其反物质对应物（正电子）加速到极高的能量（1 TeV等于1万亿电子）。但是，使用传统技术时，粒子对撞机非常庞大且昂贵（长32公里）。为了缩小这些机器的尺寸和成本，必须提高粒子的加速度。

这就是等离子体物理学可能产生巨大影响的领域：带电粒子波（等离子波）可以通过其电场提供这种加速度。在激光等离子加速器中，强烈的激光脉冲用于产生等离子波，其电场强度可能是传统加速器所能达到的数千倍。

最近，美国伯克利实验室BELLA中心的团队创造了激光等离子加速器产生的能量的世界纪录，科学家们在20厘米长的等离子中产生了能量高达78亿电子伏特（1GeV等于10亿电子伏特）的电子束。如果使用常规技术将需要约91米。

研究人员通过使用新型等离子体波导抵消了激光脉冲的自然扩散，从而实现了这一壮举。在该波导中，在充满气体的蓝宝石管中触发了放电，从而形成等离子体，“加热器”激光脉冲在中间钻出了一些等离子体，使其密度降低，从而使激光聚焦。等离子体通道的强度足以保持聚焦激光脉冲在20厘米长的等离子加速器长度范围内得到很好的限制。

伯克利实验室的安东尼·贡萨尔维斯博士说：“加热束使我们能够控制驱动器激光脉冲的传播。下一个实验的目的是获得对等离子体波中电子注入的精确控制，以实现前所未有的束质量，并将多个阶段耦合在一起，以证明获得更高能量的途径。”

要使下一代电子-正电子对撞机转换为TeV能量，将需要连接一系列激光等离子体加速器，每一级都为粒子提供能量提升。

伯克利实验室的成就之所以令人激动，是因为7.8 GeV是能够让这些流程实现的所需能量。