The recent and continuous development of powerful laser systems has permitted the emergence of new approaches for generating energetic electron beams. By focusing light pulses containing a few joules of energy in a few tens of femtoseconds onto gas jets, extremely large electric fields can be generated, reaching the terravolts per metre level. Such fields are 10 000 times greater than those produced in the radio-frequency cavities of conventional accelerators. As a result, the length over which electrons extracted from the target can be accelerated to hundreds of MeV is reduced to a few millimetres. The reduction of the size and the cost of laser-plasma accelerators is a promising consequence, but these electron beams also reveal original properties, which make them a wonderful tool for science. By adjusting the interaction parameters, the electron energy distribution can be tuned from a maxwellian-like distribution to a quasi-monoenergetic one. The new properties of these laser-based particle beams are well suited to many applications in different fields, including medicine (radiotherapy), chemistry (ultrafast radiolysis), material science (non-destructive material inspection using radiography) and, of course, for accelerator physics.
近年、強力なレーザーシステムの継続的な発展により、高エネルギー電子ビームを生成する新たなアプローチが可能となった。数ジュールのエネルギーを含む光パルスを数十フェムト秒の時間スケールでガスジェットに集光することにより、テラボルト毎メートルに達する極めて大きな電場を生成できる。このような電場は、従来の高周波加速空洞で生成される電場の1万倍に相当する。その結果、ターゲットから引き出された電子を数百MeVまで加速するのに必要な距離は、数ミリメートルに短縮される。レーザープラズマ加速器のサイズとコストの低減は有望な成果であるが、これらの電子ビームはまた、科学のための優れたツールとなる独自の特性も示す。相互作用パラメータを調整することにより、電子のエネルギー分布をマクスウェル型分布から準単色分布へと調整することができる。これらのレーザーベースの粒子ビームの新たな特性は、医療（放射線治療）、化学（超高速放射線分解）、材料科学（放射線を用いた非破壊検査）など、さまざまな分野の多くの応用に適しており、もちろん加速器物理学にも適している。