With the rapid iteration of ultra-intense femtosecond laser technology, laser intensities have entered the relativistic regime (>10¹8 W/cm²). در چنین شرایط فیزیکی شدید، ماده به طور کامل به پلاسما یونیزه می‌شود و الکترون‌های بسیار سبک وزن را می‌توان مستقیماً توسط میدان الکتریکی لیزر شتاب داد، فرآیندی که به عنوان شتاب لیزر مستقیم (DLA) شناخته می‌شود. این فرآیند به‌عنوان پایه‌ای اساسی برای بسیاری از زمینه‌های مرزی، از جمله شتاب‌دهنده‌های پیشرفته، منابع تابش{4}پر انرژی، و علم آتوثانیه عمل می‌کند.
با این حال، فناوری DLA سنتی مدت‌هاست که با یک چالش اصلی مواجه بوده است: این فناوری عمدتاً بر نیروی حرکتی طولی لیزرهای گاوسی برای رانندگی متکی است. با این حال، نیروی حرکتی متحرک عرضی لیزر گاوسی یک توزیع گاوسی را نشان می‌دهد که به ناچار الکترون‌ها را به بیرون هل می‌دهد. این امر به شدت مانع شتاب پایدار الکترون می شود و به یک مشکل "گلوگاه" در این زمینه تبدیل شده است.
برای غلبه بر این چالش، تیم تحقیقاتی SIOM به طور ابتکاری میدان های لیزری ساختار یافته را در آزمایش های شتاب الکترون گسترش داد. آنها از توزیع شدت توخالی منحصر به فرد و تکانه زاویه ای مداری درونی لیزرهای لاگر-گاوسی (LG) برای دستکاری دقیق الکترون ها استفاده کردند. نتایج تجربی نشان می‌دهد که لیزرهای ال‌جی قطبی دایره‌ای چپ‌دست دارای یک میدان الکتریکی طولی منحصربه‌فرد در محور نوری هستند. همراه با اثر فوکوس عرضی، این با موفقیت یک ساختار شتاب پایدار "حباب خلاء" را تشکیل می دهد. این ساختار شبیه حباب‌های پلاسما در شتاب ویک‌فیلد کلاسیک است و یک محیط ایده‌آل برای شتاب الکترونی پایدار و بسیار کارآمد فراهم می‌کند.
این دستاورد نه تنها شکاف در راستی‌آزمایی تجربی DLA مبتنی بر لیزر نسبیتی ال‌جی{0}}را پر می‌کند، بلکه به طور قابل‌توجهی پایداری و همخوانی پرتو الکترونی را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، گرادیان شتاب در میدان لیزر LG به طور مستقیم با شدت لیزر متناسب است و مستقل از محیط پلاسمای پیچیده بعدی است. این ویژگی منحصر به فرد مسیر کاملاً جدیدی را برای ایجاد ساختارهای شتاب فشرده-در مقیاس میکرومتری باز می کند و به طور بالقوه مفهوم "شتاب دهنده های فشرده" را به واقعیت تبدیل می کند. با بهینه‌سازی بیشتر در آینده، انتظار می‌رود این فناوری به طور گسترده در فیزیک فوق سریع، علم مواد و تصویربرداری پزشکی به کار گرفته شود و توسعه جهشی در رشته‌های مختلف را پیش ببرد.
