Las aceleradores de partículas son instrumentos científicos  muy costosos (miles de millones de euros) y enormes (el LHC tiene un túnel de 27 km) porque acelerar partículas por radiofrecuencia es muy ineficiente, se obtienen aceleraciones de 0’1 GeV por metro. La alternativa es la aceleración de plasmas mediante láseres ultrapotentes. Se han alcanzado aceleraciones para electrones de hasta 200 GeV por metro, si bien en distancias de pocos centímetros, logrando energías máximas hasta de 1 GeV. En la próxima década se espera que se alcancen los 10 GeV.

El diseño de este tipo de aceleradores LWFA (laser beam driven plasma wakefield accelerators) se está desarrollando en la actualidad con simulaciones mediante supercomputadores. Silvia Lorenz Martins, del Instituto de Plasmas y Fusión Nuclear, Lisboa, Portugal, y sus colegas publican en Nature Physics un estudio detallado de la influencia de la energía del láser, los parámetros del plasma y demás parámetros que habrá que optimizar para su diseño. El láser incide sobre un plasma que es acelerado formándose una burbuja en cuya estela se observa un haz de electrones ultraenergético, que se acelera hasta alcanzar decenas de veces la energía que ha alcanza el resto del plasma.

Con un láser de 250 julios las simulaciones indican que se acelerarán los electrones hasta decenas de gigaelectrónvoltios (GeV). Nos lo cuenta Raoul M. G. M. Trines, «Wakefield accelerators: Plasma models get a boost,» News and Views, Nature Physics 6: 239-240, 2010, siendo el artículo técnico S. F. Martins, R. A. Fonseca, W. Lu, W. B. Mori, L. O. Silva, «Exploring laser-wakefield-accelerator regimes for near-term lasers using particle-in-cell simulation in Lorentz-boosted frames,» Nature Physics 6: 311 – 316, March 2010.