苏格兰格拉斯哥斯特拉斯克莱德大学的Bernhard Hidding领导的国际团队，借鉴特洛伊木马策略，研发了一种高亮电子源，使用等离子体加速技术，有望将电子束的聚焦程度提高到传统加速器的100到10,000倍。目前研究组在美国SLAC国家加速器实验室成功测试了该方法，并将结果发表在《自然·物理》杂志上。
高能电子束是探索分子、原子和基本粒子的通用工具，可以用来碰撞电子及其反粒子——正电子，揭开亚原子世界的秘密。它们也可以装入专门的磁体装置，以产生极其明亮的X光，用于分析工作状态下的蛋白质或新纳米材料的内部结构。DESY物理学家Alexander Knetsch表示，在任何情况下，电子束越冷越聚焦越好。
该团队测试了低动能的“冷”电子被等离子体波加速的过程。等离子体是一种气体，其中的电子已经从分子或原子上剥离，因此它们是带电的。如果强激光脉冲或高能电子束被发射到等离子体中，会在尾流中产生带电波，电子像冲浪一样在带电波上滑行。这种等离子体尾流场加速可以在短距离内加速粒子，优于目前最好的传统加速器技术。然而，等离子体尾流场加速仍处于实验阶段，应用还很少。
“电子在加速开始时越冷，它们移动的就越慢、越靠近——这是强聚焦光束的一个重要先决条件”Knetsch说。就方法而言，物理学家将冷电子释放到热等离子体泡中的方式，与特洛伊木马策略类似，氦原子就是电子的藏身之处。
研究人员使用氢和氦的混合物，产生等离子体的激光能量刚好释放氢的电子，从氢中产生等离子体波，但不能释放氦的电子。利用能量更高且精确瞄准的第二次激光脉冲，从等离子气泡内部的“特洛伊木马”——氦原子中释放电子。这些冷电子是在几千分之一毫米直径的微小范围内产生，并受到入射等离子体波的强烈压缩。
研究人员称，这是未来电子源最有前途的方法之一，可以推动当今技术的发展。这种方法取代了常规粒子加速器电子源——光电阴极的功能。在高度专业化的设备中，激光将电子从金属中击出，用强电磁场捕获它们，并把它们汇聚成束，最后送入加速器。
经测试等离子体光电阴极中的电子也可以被送入粒子加速器，也可以直接在等离子体中加速到高能。在初步实验中，电子达到了700兆电子伏特。研究人员估计光束质量已经可以与传统的电子源相媲美，下一步将提高光束的质量和稳定性，并改进光束的诊断能力。
