啁啾脈衝放大是2018年諾貝爾物理學獎的主題，這項技術可以提高當今許多功率最高的研究雷射器中雷射脈衝的強度。隨著下一代雷射設備希望將光束功率推高至10皮瓦，物理學家們期望研究等離子體的新時代，等離子體的行為受到黑洞中典型特徵和脈衝星風的影響。
當前的高功率雷射器將光聚焦的強度比地球表面的日光強度高1023倍。在這些極端強度下，電子會在雷射聚焦中的任何物質中迅速從原子上剝離，從而產生等離子體。但是，隨著強度從今天達到的峰值（2×10 22W/cm2）增長到下一代設施（如Extreme Light Infrastructure）（≧1023W/cm2）預期達到的強度，這種等離子體的行為將發生巨大變化。在強度≧5×1022W/cm2的情況下，預計雷射焦點中的電磁場將劇烈加速等離子體中的電子，從而使它們有效地輻射出伽馬射線光子。這些光子可以帶走太多的能量，以至於電子的運動會受到由此產生的能量損失的影響，並且輻射反作用力（粒子在輻射時在粒子自身上施加的力）在確定等離子體的宏觀動力學時變得非常重要。雷射的電磁場是如此之強，以至於量子電動力學效應也變得很重要。在這種情況下，輻射反作用力不再具有確定性，即，與其完全像經典圖片一樣不知道電子的軌跡，我們現在只能知道電子具有給定軌跡的概率。此外，伽馬射線光子可以轉換成電子－正電子對，這些對可以發射更多的光子，從而發射更多的對，並且隨後會產生大量反物質，從而對整個等離子體的行為產生嚴重影響。輻射反應，QED效應和超相對論等離子體過程之間的相互作用將定義這種新的「 QED-等離子體」方案中雷射與物質相互作用的物理原理，但目前知之甚少。
美國物理研究所研究人員發布了一份研究報告，概述了即將出現的高功率雷射器的功能，旨在向我們介紹有關經受強場量子電動力學（QED）過程的相對論等離子體的信息。此外，為進一步探索這些新現象提出了新的研究設計。
強場QED是標準粒子物理模型中研究較少的一個角落，大型對撞機設施，如SLAC國家加速器實驗室（SLAC National Accelerator Laboratory）或歐洲核子研究組織（CERN），由於加速器設置中缺乏強電磁場，尚未對其進行探索。使用高強度雷射，研究人員可以使用強磁場，這些強磁場已經在諸如伽馬射線發射和電子－正電子對生成等現象中觀察到。
該小組探討了這些發現如何潛在地導致基礎物理學研究以及高能離子，電子，正電子和光子源的發展。這些發現對於當今擴展多種掃描技術至關重要，從材料科學研究到醫學放射治療再到用於國土安全和工業的下一代射線照相。
QED過程將導致巨大的新等離子體物理現象，例如從近真空中產生緻密的電子－正電子對等離子體，QED過程完全吸收雷射能量，或者停止超相對論電子束，該電子束可以穿透一釐米的由頭髮的雷射寬度引起。
該研究小組希望這篇論文能幫助更多的研究人員關注QED等離子體新領域。