В плазменном ускорителе частицы разгоняются, как сёрферы на волне, созданной в плазме. Если ведущий сгусток и хвостовой сгусток летят не по одной линии, возникает неустойчивость, которая раскачивает хвостовой сгусток. Это как если бы сёрфер на волне начал вилять из стороны в сторону — его траектория портится, и он может вылететь с волны.
Учёные из SLAC впервые увидели признаки этой неустойчивости в эксперименте E302 на установке FACET-II. Они направили пучок через плазму и смотрели на экраны после магнита-спектрометра, который разделяет частицы по энергии. На экранах были видны характерные колебания хвостового сгустка. Чтобы проверить наблюдения, они провели компьютерное моделирование, которое воспроизвело те же колебания.
Плазменные ускорители обещают сделать ускорители частиц в тысячи раз компактнее. Но чтобы использовать их для точных экспериментов, нужно держать пучок стабильным. Новый метод диагностики поможет следить за неустойчивостью и искать способы её ослабить.
Плазменный ускоритель длиной в несколько сантиметров может разогнать электроны до энергий, на которые обычный ускоритель тратит сотни метров.