背景：
既存のアクセラレータ（リナック、シンクロトロン、サイクロトロン）は、外部から生成されたRFポテンシャルを適用して、帯電した粒子を加速および束ねます。 TEVエネルギーに到達するために、これらの加速器はキロメートルまたはマイルのサイズを持っています。
高速レーザーは、駆動電磁場が焦点の変位電流によって自己生成されるため、コンパクトアクセラレータへの新しいパスを開きます。
レーザー駆動の加速スキームは、強力な準電界の粒子の加速度、または超敏感なレーザーパルスと物質の相互作用によって生成される急速に移動する電磁界に基づいています。
関係する相互作用メカニズムは次のとおりです。
（a）ターゲット正常シース加速度（TNSA）：このスキームでは、高強度レーザーパルスが薄いホイルの前面に焦点を合わせます。焦点では、電子はターゲットの表面に垂直に排出され、ターゲットの背面からイオンを加速する静電フィールド（鞘）を作成します。
（b）レーザーウェイクフィールドアクセラレーション（LWFA）：ここでは、レーザーパルスがプラズマチャネルまたはガスジェットを介して伝播します。レーザーパルスの熟成力は、相互作用領域の中心から電子を排出し、ウェイクフィールドの形成につながります。ウェイク構造内の電界は、後続の電子または陽電子を加速させることができます。
（c）放射圧力加速（RPA）：RPAでは、高エネルギー光子がその運動量を荷電粒子に伝達します。このスキームは、ガンマ線光子が強力な電磁場の存在下で電子ポジトロンペアに変換するブライトホイーラープロセスを利用することにより、電子を超高エネルギーに加速できます。
（d）ビーム駆動のプラズマウェイクフィールド加速：このスキームでは、従来の加速器から生成されたプロトンビームなどの荷電粒子ビームが、他の荷電粒子を加速できるプラズマウェイクフィールドを駆動します。
レーザーを使用した粒子ビーム加速は、急速に成長している研究分野であり、粒子物理学、医療用途、および産業環境の大幅な進歩の可能性があります。
