近年の素粒子物理学は，加速器を用いた素粒子の発見や高精度調測定と，宇宙から飛来する高エネルギーの宇宙線を観測する二つの分野に大きく分かれている．前者の代表として高エネルギー加速器研究機構(つくば市)にあるB-ファクトリ加速器などがあげられ，後者として，岐阜県神岡鉱山地下に設置されているスーパーカミオカのニュートリノ検出器がある．後者は，宇宙線観測による天体物理学の道を拓いた功績により，その開拓者である小柴に2002年のノーベル物理学賞が授与されたことが記憶に新しい．
26・7・1 高エネルギー電子ビームの計測にレーザーが必要とされる背景
加速器を用いた素粒子物理学では，アインシュタインの有名な公式E=mc2，つまりエネルギーと質量が等価であるという基本原理に基づいて，高エネルギーの粒子を衝突させて，その合計のエネルギーに等価な質量の粒子を創出し，その崩壊過程から素粒子の成り立ち，ひいては宇宙の基本構成を検証している．これまで加速器の発展の歴史とともに，エネルギーの低い粒子から高いほうへ順に新しい粒子が発見され，それに伴って素粒子物理学の理解が進んできた．したがって，加速器に要求されるエネルギーはしだいに高いものになっており，最近では，次世代の加速器として電子・陽電子の衝突型リニアコライダー計画が提唱され技術開発がおこなわれているが，その目標エネルギーは，500 GeVという非常に高いものとなっている．また加速器全長も約30 kmという長大なものになるだろうと予想されている．
残念なことに，電子と陽電子の正面衝突の反応確率はエネルギーとともに低くなってしまうため，電子ビームの大きさを1 μm以下に収束させる必要がある．したがって電子ビームのエネルギー密度が非常に高くなり，その断面寸法などはレーザー光による非破壊測定がおこなわれている．ほかの方法たとえば蛍光板などは，電子ビームによる熱的な衝撃に耐えられないため使用できない．
26・7・2 微小な高エネルギー電子ビームの断面寸法測定
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