Кузнец раздувает мехи, и медленный поток воздуха превращается в острую струю, способную разжечь пламя. Примерно так же физики обращаются со светом: берут длинный лазерный импульс и сжимают его в короткую мощную вспышку. В новой работе французские учёные сжали импульс коммерческого лазера на иттербии в 65 раз, доведя его длительность до 6,2 фемтосекунды. Это всего 1,8 колебания световой волны.

Первый «вдох мехов» происходит в камере с аргоном. Лазерный луч проходит через неё 29 раз, и газ расширяет спектр импульса: в нём появляются новые цвета, которых раньше не было. Затем специальные зеркала выравнивают эти цвета по времени, сжимая импульс. Второй «вдох» — камера с гелием и девять проходов. Здесь спектр расширяется ещё сильнее, а пара зеркал завершает сжатие. В итоге энергия импульса почти не теряется: 12,5 миллиджоуля из исходных 18.

Раньше не было уверенности, что такой фокус возможен с иттербиевым лазером. Эти лазеры славятся высокой средней мощностью и надёжностью, но их импульсы слишком длинные для многих задач. Теперь же показано: двухступенчатое сжатие превращает их в инструмент с пиковой мощностью 1,4 тераватта. При этом лазер выдаёт тысячу импульсов в секунду, а луч остаётся ровным и стабильным.

Такой источник открывает дорогу к компактным ускорителям электронов на основе плазмы. Вместо гигантских установок длиной в километры можно будет получать пучки быстрых частиц на лабораторном столе. Это пригодится в медицине для точечного облучения опухолей, в промышленности для поиска дефектов в материалах и в создании ярких источников рентгеновского излучения.

Кузнечные мехи сработали. Медленный поток света стал молнией, которая бьёт тысячу раз в секунду и способна разгонять частицы до релятивистских скоростей.