I science fiction, Att avfyra kraftfulla lasrar ser lätt ut – Dödsstjärnan kan bara skicka destruktiv kraft som svävar genom rymden som en tät stråle. Men i verkligheten, när en kraftfull laser har avfyrats, försiktighet måste iakttas så att det inte sprids för tunt.

Om du någon gång har riktat en ficklampa mot en vägg, du har observerat ett exempel på diffusion av ljus. Ju längre du är från väggen, ju mer strålen sprids, vilket resulterar i en större och svagare ljuspunkt. Lasrar expanderar i allmänhet mycket långsammare än strålarna från ficklampor, men effekten av diffusion är viktig när lasern färdas långt eller måste hålla en hög intensitet.

Oavsett om ditt mål är att uppnå galaktisk dominans eller, mer realistiskt, att accelerera elektroner till otroliga hastigheter för fysikforskning, du vill ha en så tät och kraftfull stråle som möjligt för att maximera intensiteten.

I deras experiment, forskare kan använda enheter som kallas vågledare, som de optiska fibrerna som kan bära internet i hela ditt grannskap, att transportera lasrar samtidigt som de hålls inneslutna till smala strålar.

Den distinkta kärnan och det yttre skalet, eller beklädnad, av en vågledare hindrar lasern från att spridas ut. Men, om laserpulsen är för intensiv, det stöter på ett problem:det förstör en optisk fiber på en tusendels nanosekund.

U.S. National Science Foundation-finansierade forskare vid University of Maryland har utvecklat en förbättrad teknik för att göra vågledare som tål kraften från intensiva lasrar.

Deras teknik bygger på att bygga en vågledare från ett plasma - en gas där elektronerna har slitits från atomernas kärnor. I en artikel publicerad i Physical Review Letters, de visar hur kraftfulla pulser kan sändas längs en vågledare som skapas genom att svagare laserpulser avfyras i ett moln av väte.

Forskarna förutspår att tekniken kommer att bli ett kraftfullt verktyg i experiment med högenergipartikelacceleration. "Den nya icke-termiska vågledarmetodologin som utvecklats av denna grupp har potential att avsevärt förbättra prestandan hos laserbaserade partikelacceleratorer, sa Vyacheslav Lukin, en programdirektör i NSF:s avdelning för fysik. "Sådan utveckling kan leda till mer kompakta och prisvärda acceleratorer inom både grundläggande och tillämpad forskning."