With the rapid iteration of ultra-intense femtosecond laser technology, laser intensities have entered the relativistic regime (>10¹⁸ W/cm²)। এই ধরনের চরম শারীরিক অবস্থার অধীনে, পদার্থ সম্পূর্ণরূপে প্লাজমায় আয়নিত হয়, এবং অত্যন্ত হালকা ওজনের ইলেকট্রনগুলি সরাসরি লেজারের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা ত্বরান্বিত হতে পারে-একটি প্রক্রিয়া যা ডাইরেক্ট লেজার অ্যাক্সিলারেশন (DLA) নামে পরিচিত। এই প্রক্রিয়াটি উন্নত ত্বরক, উচ্চ-শক্তি বিকিরণ উত্স, এবং অ্যাটোসেকেন্ড বিজ্ঞান সহ অনেক সীমান্ত ক্ষেত্রগুলির জন্য মৌলিক ভিত্তি হিসাবে কাজ করে।
যাইহোক, ঐতিহ্যগত DLA প্রযুক্তি দীর্ঘদিন ধরে একটি মূল চ্যালেঞ্জ দ্বারা জর্জরিত হয়েছে: এটি প্রাথমিকভাবে গাড়ি চালানোর জন্য গাউসিয়ান লেজারের অনুদৈর্ঘ্য পন্ডেরোমোটিভ শক্তির উপর নির্ভর করে। তবুও, একটি গাউসিয়ান লেজারের ট্রান্সভার্স পন্ডেরোমোটিভ বল একটি গাউসিয়ান বন্টন প্রদর্শন করে, যা অনিবার্যভাবে ইলেকট্রনকে বাইরের দিকে ঠেলে দেয়। এটি স্থিতিশীল ইলেক্ট্রন ত্বরণকে মারাত্মকভাবে বাধা দেয় এবং ক্ষেত্রের একটি "বাটলনেক" সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে।
এই চ্যালেঞ্জটি অতিক্রম করার জন্য, SIOM গবেষণা দল উদ্ভাবনীভাবে কাঠামোগত লেজার ক্ষেত্রগুলিকে ইলেক্ট্রন ত্বরণ পরীক্ষায় প্রসারিত করেছে। তারা সুনির্দিষ্টভাবে ইলেকট্রনকে ম্যানিপুলেট করার জন্য ল্যাগুয়ের-গাউসিয়ান (এলজি) লেজারের অনন্য ফাঁপা তীব্রতা বিতরণ এবং অন্তর্নিহিত অরবিটাল কৌণিক ভরবেগকে ব্যবহার করেছে। পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখায় যে বাম হাতে বৃত্তাকার মেরুকৃত এলজি লেজারগুলি অপটিক্যাল অক্ষে একটি অনন্য অনুদৈর্ঘ্য বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ধারণ করে। ট্রান্সভার্স ফোকাসিং ইফেক্টের সাথে একত্রিত হয়ে, এটি সফলভাবে একটি স্থিতিশীল "ভ্যাকুয়াম বুদবুদ" ত্বরণ গঠন গঠন করে। এই কাঠামোটি ধ্রুপদী ওয়েকফিল্ড ত্বরণের প্লাজমা বুদবুদের মতো, যা স্থিতিশীল এবং অত্যন্ত দক্ষ ইলেক্ট্রন ত্বরণের জন্য একটি আদর্শ পরিবেশ প্রদান করে।
এই কৃতিত্ব শুধুমাত্র আপেক্ষিক এলজি লেজার চালিত DLA এর পরীক্ষামূলক যাচাইয়ের ফাঁক পূরণ করে না বরং ইলেক্ট্রন বিমের স্থায়িত্ব এবং সংমিশ্রণকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। উপরন্তু, এলজি লেজার ক্ষেত্রের ত্বরণ গ্রেডিয়েন্ট লেজারের তীব্রতার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক এবং পরবর্তী জটিল প্লাজমা পরিবেশ থেকে স্বাধীন। এই অনন্য বৈশিষ্ট্যটি মাইক্রোমিটার-স্কেল কমপ্যাক্ট এক্সিলারেশন স্ট্রাকচার তৈরি করার জন্য একটি সম্পূর্ণ নতুন পথ খুলে দেয়, সম্ভাব্যভাবে "কম্প্যাক্ট এক্সিলারেটর" ধারণাটিকে বাস্তবে পরিণত করে। ভবিষ্যতে আরও অপ্টিমাইজেশানের সাথে, এই প্রযুক্তিটি আল্ট্রাফাস্ট পদার্থবিদ্যা, পদার্থ বিজ্ঞান এবং মেডিকেল ইমেজিং-এ ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হবে বলে আশা করা হচ্ছে, একাধিক শাখায় লীপফ্রগ বিকাশের জন্য।
