作為2018年諾貝爾物理學獎的主題，啁啾脈沖放大技術是一種提高激光器中激光脈沖強度的技術。隨著下一代激光設施希望將光束功率提高到10皮瓦特，物理學家們期待著研究等離子體的新時代的到來。

研究人員發(fā)布了一項研究報告，盤點了即將到來的高功率激光能力將教會我們什么是受強場量子電動力學(QED)過程影響的相對論等離子體。此外，提出了進一步探索這些新現(xiàn)象的新研究設計。

文章發(fā)表在《等離子體物理學》（Physics of Plasmas）上，介紹了超臨界場中相對論等離子體的物理學，討論了該領域的現(xiàn)狀，并概述了最近的發(fā)展。它還強調了未來幾年內可能會主導該領域工作的人關注的開放性問題和話題。

強場QED是粒子物理學標準模型中研究較少的一個角落，由于加速器環(huán)境中缺乏強電磁場，因此在大型對撞機設施，如SLAC國家加速器實驗室或歐洲核研究組織CERN等，還沒有對其進行過研究。利用高強度激光器，研究人員可以利用強場，在伽馬射線發(fā)射和電子-正電子對產(chǎn)生等現(xiàn)象中觀察到了強場。

該研究小組探討了這些發(fā)現(xiàn)如何可能導致基礎物理學研究以及高能離子、電子、正電子和光子源的開發(fā)方面的進展。這些發(fā)現(xiàn)將對擴展目前許多類型的掃描技術至關重要，從材料科學研究到醫(yī)學放射治療，再到用于國土安全和工業(yè)的下一代射線照相技術。

QED過程將產(chǎn)生戲劇性的新的等離子體物理現(xiàn)象，如從近真空中產(chǎn)生致密的電子-正電子對等離子體，QED過程完全吸收激光能量，或停止超相對論電子束，可以通過激光的發(fā)散度穿透一厘米的鉛球。

"這些新的等離子體物理現(xiàn)象可能轉化出什么樣的新技術，很大程度上是未知的，尤其是QED等離子體領域本身就是物理學上的一種未知領域。"作者Peng Zhang說。"在現(xiàn)階段，還缺乏足夠的理論認識。"

課題組希望這篇論文能夠幫助更多的研究者關注到QED等離子體這個令人興奮的新領域。論文標題為《Relativistic plasma physics in supercritical fields》。