Una svolta significativa nel campo dei laser a elettroni liberi (FEL) arriva dagli Stati Uniti, dove ricercatori della Tau Systems e del Lawrence Berkeley National Laboratory hanno annunciato un risultato senza precedenti: un FEL alimentato da un acceleratore al plasma (LPA) ha funzionato in modo stabile per oltre otto ore. Questo traguardo apre scenari entusiasmanti per rendere la luce coerente nei raggi UV e X più accessibile a università e industrie, con applicazioni che spaziano dalla fisica alla biologia e alla scienza dei materiali.
I FEL sono strumenti potenti in grado di generare fasci di luce coerente di elevata intensità, essenziali per studiare la struttura della materia a livello atomico e molecolare. Tradizionalmente, la creazione di questi fasci richiede acceleratori di particelle imponenti e costosi, come quello che alimenta l'European X-ray Free Electron Laser, lungo ben 3,4 chilometri. L'innovazione proposta dai ricercatori americani risiede nell'utilizzo di un LPA, un sistema che sfrutta l'energia di potenti impulsi laser diretti contro un bersaglio di plasma per accelerare gli elettroni a velocità prossime a quella della luce.
Il principio è affascinante: l'impulso laser crea un'onda di plasma che "cavalca" gli elettroni, accelerandoli proprio come un surfista è spinto da un'onda del mare. Sebbene i laser necessari per questi sistemi siano anch'essi dispendiosi, l'intero apparato LPA-FEL promette di essere notevolmente più compatto ed economico rispetto alle attuali infrastrutture. La vera sfida finora era stata la stabilità degli impulsi di elettroni generati dagli LPA, che presentavano fluttuazioni in termini di focalizzazione, energia e durata, limitandone l'uso per i FEL. Il successo ottenuto nel mantenere un funzionamento prolungato e stabile segna quindi un passo avanti cruciale verso la democratizzazione di questa tecnologia avanzata.