Suite aux premières études de Tajima et Dowson en 1979, qui laissaient promettre la création de gradients accélérateurs de l’ordre de 100 GV/m (!) en faisant interagir un laser intense avec un plasma, de nombreuses équipes à travers le monde allaient explorer cette idée révolutionnaire pour en étudier les mécanismes. En France en particulier, les équipes des laboratoires de l’Ecole Polytechnique à Palaiseau parvenaient à mener plusieurs démonstrations expérimentales pionnières, comme l’accélération d’électrons par battements d’ondes (dès 1993 au LULI) ou l’accélération par champ de sillage laser avec injection externe d’électrons (en 1997 encore au LULI, avec la contribution du LPNHE-X, ex LLR).

En 2004, le LOA parvient pour la première fois à obtenir des spectres d’électrons piqués en utilisant le régime non-linéaire dit « de la bulle », prouesse rendue possible grâce à l’évolution des lasers, toujours plus intenses et plus courts. Ces excellents résultats inciteront la communauté française à développer à partir de 2007 à l’Orme des Merisiers l’installation APOLLON, basée sur un laser femto-seconde de très haute intensité, conçu pour atteindre une puissance multi-petawatt. La première expérience pilote d’accélération d’électrons y sera réalisée en 2020 par l’équipe du LLR menée par Arnd Specka. Des expériences de production d’ions par interaction du laser avec une cible solide (ou gazeuse dense) devraient suivre, avec la participation côté IN2P3 du CENBG, actif sur le sujet depuis 2005.