為獲得(de)高功(gong)率(lv)(lv)，科學家開始求助(zhu)于時(shi)間(jian)域(yu)：使(shi)脈(mo)(mo)(mo)沖能(neng)(neng)量持(chi)續的(de)時(shi)間(jian)更短。一(yi)(yi)種方法是放大鈦(tai)摻雜(za)藍(lan)寶(bao)石(shi)(shi)晶體中的(de)光線。此類晶體能(neng)(neng)產生擁有較寬頻譜(pu)的(de)光線。在(zai)(zai)由反射(she)鏡構成(cheng)的(de)激(ji)光器(qi)腔室中，這些脈(mo)(mo)(mo)沖被反彈(dan)回來。單個頻率(lv)(lv)成(cheng)分則在(zai)(zai)大多數脈(mo)(mo)(mo)沖持(chi)續時(shi)間(jian)內相(xiang)互抵消(xiao)，但會在(zai)(zai)僅(jin)(jin)持(chi)續幾十飛秒的(de)短暫脈(mo)(mo)(mo)沖中相(xiang)互增強。為這些脈(mo)(mo)(mo)沖提供(gong)幾百焦耳能(neng)(neng)量，將獲得(de)10PW峰值功(gong)率(lv)(lv)。這便是SULF和其他基于藍(lan)寶(bao)石(shi)(shi)的(de)激(ji)光器(qi)僅(jin)(jin)利(li)用安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)一(yi)(yi)個大房間(jian)里并且只(zhi)須花費幾千(qian)萬美元的(de)設備，便能(neng)(neng)打破功(gong)率(lv)(lv)紀錄的(de)方式。相(xiang)比之下(xia)，NIF的(de)花費達35億美元，并且需要(yao)一(yi)(yi)座10層高、面(mian)積和3個美式足球場(chang)相(xiang)當的(de)建筑物。

一旦激光器建(jian)造者解(jie)決(jue)了功率問(wen)題，另一項挑戰(zhan)便會到來(lai)：將(jiang)光束帶入異常(chang)密集的(de)(de)焦(jiao)(jiao)點。很多科學(xue)家(jia)更多地關心強度——每(mei)個單位面積的(de)(de)功率，而(er)非總體的(de)(de)拍瓦數。實現更準的(de)(de)焦(jiao)(jiao)點定位，便意(yi)味著(zhu)強度增加。如果(guo)100PW的(de)(de)脈(mo)沖能被聚(ju)焦(jiao)(jiao)到直(zhi)徑僅有3微米(mi)的(de)(de)斑點上，那么這一微小區域的(de)(de)強度將(jiang)達到驚人的(de)(de)1024瓦特/平方厘(li)米(mi)——比太陽光線照射地球的(de)(de)強度高出(chu)約25個數量(liang)級。

這種(zhong)強度為打(da)破真空(kong)態提供了可能。根(gen)據描述電(dian)(dian)磁場如何(he)同物(wu)質相(xiang)互作用的(de)量子電(dian)(dian)動(dong)力學理(li)論，真空(kong)并(bing)非如經(jing)典物(wu)理(li)學認為的(de)那么空(kong)。在極端的(de)時(shi)間尺度上，因(yin)量子力學不確定性而誕(dan)生的(de)正負電(dian)(dian)子對形成。然而，由于相(xiang)互吸(xi)引，它們幾乎在形成時(shi)便相(xiang)互抵消(xiao)了。

不過，原則上，超強激(ji)光會在粒子(zi)(zi)碰撞前(qian)將(jiang)其分離。和任何電磁波一樣(yang)，激(ji)光束也含有電場(chang)。隨著光束的(de)(de)強度增加，電場(chang)的(de)(de)強度也在提高(gao)。俄羅斯科(ke)學院(yuan)（RAS）應用(yong)物理研(yan)究所前(qian)所長(chang)、RAS 現任院(yuan)長(chang)Alexander Sergeev介(jie)紹說，在1024瓦特/平方厘米(mi)的(de)(de)強度下，電場(chang)將(jiang)強大到足以開(kai)始打(da)破(po)一些正(zheng)負電子(zi)(zi)對之(zhi)間的(de)(de)相互(hu)吸引(yin)。隨后，激(ji)光場(chang)會使粒子(zi)(zi)振動(dong)，導(dao)致(zhi)其釋放電磁波——在這(zhe)種(zhong)情形下是(shi)伽馬射(she)線。反過來，伽馬射(she)線產(chan)生新的(de)(de)正(zheng)負電子(zi)(zi)對，以此類推。這(zhe)產(chan)生了可(ke)被探測到的(de)(de)粒子(zi)(zi)和輻射(she)“雪崩”。“這(zhe)將(jiang)是(shi)全新的(de)(de)物理學現象(xiang)。”Sergeev表示，伽馬射(she)線光子(zi)(zi)將(jiang)擁(yong)有足夠強大的(de)(de)能量(liang)，從而(er)推動(dong)原子(zi)(zi)核進入激(ji)發(fa)態。這(zhe)開(kai)創(chuang)了一個名(ming)為核光子(zi)(zi)學的(de)(de)新的(de)(de)物理學分支(zhi)——利用(yong)強光控制核過程。