Pour ce faire, il fallait un canal plasma, qui confine une impulsion laser de la même manière qu'un câble à fibre optique canalise la lumière. Mais contrairement à une fibre optique classique, un canal plasma peut supporter les impulsions laser ultra-intenses nécessaires pour accélérer les électrons. Afin de former un tel canal plasma, vous devez rendre le plasma moins dense au milieu.

Dans l'expérience de 2014, une décharge électrique a été utilisée pour créer le canal plasma, mais pour aller à des énergies plus élevées, les chercheurs avaient besoin que le profil de densité du plasma soit plus profond, il est donc moins dense au milieu du canal. Lors des tentatives précédentes, le laser a perdu sa focalisation serrée et a endommagé le tube en saphir. Gonsalves a noté que même les zones les plus faibles du foyer du faisceau laser – ses soi-disant « ailes – étaient suffisamment fortes pour détruire la structure du saphir avec la technique précédente.

Eric Esarey, Directeur du Centre BELLA, a déclaré que la solution à ce problème était inspirée d'une idée des années 1990 d'utiliser une impulsion laser pour chauffer le plasma et former un canal. Cette technique a été utilisée dans de nombreuses expériences, y compris un effort du Berkeley Lab en 2004 qui a produit des faisceaux de haute qualité atteignant 100 millions d'électrons-volts (100 MeV).

L'équipe de 2004 et l'équipe impliquée dans le dernier effort étaient dirigées par l'ancien directeur du centre ATAP et BELLA, Wim Leemans, qui est maintenant au laboratoire DESY en Allemagne. Les chercheurs ont réalisé que combiner les deux méthodes et placer un faisceau chauffant au centre du capillaire approfondit et rétrécit davantage le canal plasma. Cela a ouvert la voie à la réalisation de faisceaux à plus haute énergie.

Dans la dernière expérience, Gonsalves a dit, "La décharge électrique nous a donné un contrôle exquis pour optimiser les conditions du plasma pour l'impulsion laser de chauffage. Le moment de la décharge électrique, impulsion de chauffage, et le pouls du conducteur était critique."

La technique combinée a radicalement amélioré le confinement du faisceau laser, préserver l'intensité et la focalisation du laser moteur, et en confinant sa taille de spot, ou diamètre, à quelques dizaines de millionièmes de mètre lorsqu'il se déplaçait dans le tube à plasma. Cela a permis l'utilisation d'un plasma à faible densité et d'un canal plus long. Le précédent record de 4,25 GeV utilisait un canal de 9 centimètres.