Dans un accélérateur à plasma, les particules sont accélérées comme des surfeurs sur une vague créée dans le plasma. Si le paquet principal et le paquet arrière ne volent pas sur la même ligne, une instabilité se développe et fait osciller le paquet arrière. C'est comme si un surfeur sur une vague commençait à zigzaguer d'un côté à l'autre — sa trajectoire se dégrade et il peut tomber de la vague.

Les scientifiques du SLAC ont observé pour la première fois les signes de cette instabilité dans l'expérience E302 sur l'installation FACET-II. Ils ont dirigé le faisceau à travers le plasma et ont observé les écrans après l'aimant spectromètre, qui sépare les particules selon leur énergie. Sur les écrans, on voyait des oscillations caractéristiques du paquet arrière. Pour vérifier les observations, ils ont effectué des simulations numériques qui ont reproduit les mêmes oscillations.

Les accélérateurs à plasma promettent de rendre les accélérateurs de particules des milliers de fois plus compacts. Mais pour les utiliser dans des expériences de précision, il faut maintenir le faisceau stable. La nouvelle méthode de diagnostic aidera à surveiller l'instabilité et à chercher des moyens de l'atténuer.