國際團隊展示了一種在實驗室中產生史上最強烈光線的新方法。此研究為探索量子電動力學（QED）提供了實用途徑，這是光與物質在最基本層面互動的基礎研究。來自牛津大學、貝爾法斯特女王大學以及全球夥伴的研究人員，使用 Gemini 雷射透過電漿雲——一種帶電粒子雲——來「壓縮」光線。此進展可能促成更先進實驗，直接讓光線與量子真空碰撞，從而測試物理基本定律。
Dr Robin Timmis，牛津大學物理系首席作者表示：「我們至今的發現極為引人入勝，感覺我們才剛開始理解這種機制的豐富而複雜物理。
模擬顯示，我們可能已製作出史上最強烈的相干光源。」
量子放大鏡效應
此發現依賴兩項精密技術：相對論諧波產生（Relativistic Harmonic Generation）以及相干諧波聚焦（Coherent Harmonic Focus）。研究團隊以 Gemini 雷射發射強烈脈衝至以相對論速度移動的電漿鏡，成功示範相對論諧波產生。由於此鏡面向光源以相對論速度移動，反射光線會被壓縮並提升至更高能量（類似多普勒效應）。隨後，團隊透過相干諧波聚焦，將這些光波集中至單一微觀點，正如放大鏡聚焦陽光焚燒紙張，此技術將多波長高能光線匯聚，形同「量子放大鏡」，創造前所未見的
能量集中。
此突破為直接探測量子電動力學提供了實用工具箱，能觀察光與量子真空的極端基本互動。傳統上，探測量子電動力學深層定律需將粒子束撞擊雷射，過程混亂複雜如同從十部移動攝影機分析車禍。此新方法將整個互動整合於雷射系統內，直接觀測省去複雜數學轉換，彌補理論預測與實驗結果間逾 20 年差距，提供更清晰簡化的途徑研究宇宙最極端定律。
此研究橫跨 2024 年至 2025 年，為全球努力，涵蓋英國 AWE plc、密西根大學及德國耶拿大學的高場物理專家。
項目源自 Dr Robin Timmis 的博士研究，受牛津高能量密度科學中心及 Oxford-Berman-Physics 獎學金支持，直至 2024 年論文提交。貝爾法斯特女王大學合著教授 Brendan Dromey 表示：「此工作融合雷射技術、電漿物理及超快材料科學，精準解決逾 20 年困擾領域的理論與實驗落差。」研究結果於 4 月 22 日刊載於《Nature》期刊。