由密歇根大學和貝爾法斯特女王大學領導的科學家合作項目，在英國科學技術設施委員會(STFC)激光研究中心開發出一種用于測量超短粒子束的新型診斷技術，該研究解決了制造緊湊型替代傳統粒子加速器的關鍵挑戰之一。

現代自由電子X射線激光器雖能產生激光誘導X射線輻射，實現病毒級物體可視化，但需要大規模裝置，占用大量空間、消耗大量資源，許多科研機構難以使用。而激光尾流加速技術有望在緊湊到可放置在實驗室工作臺上的設備中實現類似功能。此方法是將強大的超短激光脈沖聚焦到等離子體(電子和離子分離的物質狀態)中，激光脈沖使電子位移產生電場，讓電子振蕩形成波，能在比傳統加速器短得多的距離內將粒子加速到高能量。

然而，截至目前，測量由此產生的粒子束參數是主要挑戰，因其持續時間比光穿過人類頭發絲所需時間還短，標準測量方法無法處理這樣的時間尺度。STFC團隊提出的解決方案是利用激光使粒子輕微偏轉，通過測量偏轉并分析激光場的振蕩，研究人員可同時確定單個電子的位置和能量，這種雙重測量能力是理解和控制此類超短粒子束的基本要求。

STFC中央激光實驗室新加速器負責人Rajiv Pattatil教授強調了這項工作的意義。他表示，激光等離子體加速器已足夠成熟，可設計基于它們的先進輻射源，如X射線激光器，而了解加速電子束的時間特性和能量是實現這一目標的先決條件之一，同時測量二者至關重要。利用CLF的Gemini激光系統，該合作項目開發的這種診斷技術使這種測量成為可能，是朝著基于激光加速器構建未來輻射源邁出的重要一步。

這項新的診斷技術標志著X射線源在面向缺乏大型加速器設施的大學和研究機構的普及方面邁出重要一步，有望為結構生物學、材料科學和醫學成像領域的研究開辟新途徑，有助于擴大高能物理研究和先進成像技術在科學界的普及范圍。