La construction de la prochaine génération d'accélérateurs de particules à haute intensité, de collisionneurs à haute luminosité, de sources lumineuses avancées ou d'accélérateurs laser-plasma requiert le développement de technologies et de concepts novateurs, en particulier en ce qui concerne les aimants supraconducteurs à très haut champ, les cavités d'accélération à gradient élevé, l'accélération laser-plasma et le contrôle des faisceaux extrêmes. Cela comprend, par exemple, la maîtrise de nouveaux matériaux supraconducteurs à température critique élevée, l'innovation en cryogénie pour limiter l'utilisation de l'hélium et des systèmes RF haute fiabilité et haute performance. L'utilisation de lasers à haute puissance impactant directement la matière ou par excitation d'ondes plasma est une technologie ambitieuse et prometteuse qui pourrait permettre de produire des systèmes compacts.

P2IO est impliqué dans plusieurs projets situés à Paris-Saclay : le 5^ème génération de source laser à électrons libres LUNEX-5, le laser multi-PW APOLLON, le complexe d'accélérateurs PERLE basé sur un linac récupérateur d'énergie (ERL) pour diverses applications et la source de neutrons compactes à haute intensité SONATE. Plusieurs de ces projets sont réalisés en collaboration avec les équipes du Labex PALM ou du département PHOM.

La mise à niveau ou la création de plateformes technologiques dédiées sera nécessaire pour développer ces technologies, construire des prototypes et les caractériser.