利用強光控制核過程

為獲得高功率，科學家開始求助于時間域：使脈沖能量持續的時間更短。一種方法是放大鈦摻雜藍寶石晶體中的光線。此類晶體能產生擁有較寬頻譜的光線。在由反射鏡構成的激光器腔室中，這些脈沖被反彈回來。單個頻率成分則在大多數脈沖持續時間內相互抵消，但會在僅持續幾十飛秒的短暫脈沖中相互增強。為這些脈沖提供幾百焦耳能量，將獲得10PW峰值功率。這便是SULF和其他基于藍寶石的激光器僅利用安裝在一個大房間里并且只須花費幾千萬美元的設備，便能打破功率紀錄的方式。相比之下，NIF的花費達35億美元，并且需要一座10層高、面積和3個美式足球場相當的建筑物。

一旦激光器建造者解決了功率問題，另一項挑戰便會到來：將光束帶入異常密集的焦點。很多科學家更多地關心強度——每個單位面積的功率，而非總體的拍瓦數。實現更準的焦點定位，便意味著強度增加。如果100PW的脈沖能被聚焦到直徑僅有3微米的斑點上，那么這一微小區域的強度將達到驚人的1024瓦特/平方厘米——比太陽光線照射地球的強度高出約25個數量級。

這種強度為打破真空態提供了可能。根據描述電磁場如何同物質相互作用的量子電動力學理論，真空并非如經典物理學認為的那么空。在極端的時間尺度上，因量子力學不確定性而誕生的正負電子對形成。然而，由于相互吸引，它們幾乎在形成時便相互抵消了。

不過，原則上，超強激光會在粒子碰撞前將其分離。和任何電磁波一樣，激光束也含有電場。隨著光束的強度增加，電場的強度也在提高。俄羅斯科學院（RAS）應用物理研究所前所長、RAS 現任院長Alexander Sergeev介紹說，在1024瓦特/平方厘米的強度下，電場將強大到足以開始打破一些正負電子對之間的相互吸引。隨后，激光場會使粒子振動，導致其釋放電磁波——在這種情形下是伽馬射線。反過來，伽馬射線產生新的正負電子對，以此類推。這產生了可被探測到的粒子和輻射“雪崩”。“這將是全新的物理學現象。”Sergeev表示，伽馬射線光子將擁有足夠強大的能量，從而推動原子核進入激發態。這開創了一個名為核光子學的新的物理學分支——利用強光控制核過程。