هدف الغاز يشبه القمع: كلما كانت جدرانه أكثر انحدارًا، كان التدفق أقوى. فقط في هذا القمع لا يتدفق الماء، بل الضوء فوق البنفسجي، الذي يولد عندما تمر نبضة ليزر قوية عبر سحابة من الأرجون. كفاءة هذا التحويل عادة ما تكون ضئيلة، حوالي 0.001%: من بين ألف فوتون ليزر، يتحول واحد فقط إلى أشعة فوق بنفسجية مفيدة. لسنوات، بحث الفيزيائيون عن طريقة لتحسين هذه الأرقام، والآن اتضح أن الإجابة تكمن على الحافة ذاتها، في كيفية تغير كثافة الغاز عند دخول الشعاع وخروجه.

أُجريت التجربة في مركز الليزر المجري ELI ALPS. بنى العلماء خلية غازية خاصة يمكنهم من خلالها تغيير قطر الفتحات وسمك الجدران، أي حدة انحدار الكثافة. ليزر بطول موجة 1030 نانومتر ونبضات مدتها 34 فيمتوثانية، تم تركيزه في بقعة قطرها 52 ميكرومتر. داخل الخلية كان الأرجون. كانت النتيجة لا لبس فيها: كلما كان التدرج أكثر حدة، زاد التدفق. بالنسبة للتوافقية الخامسة والعشرين (طاقة الفوتون 30 إلكترون فولت) عند ضغط 90 مليبار، زادت طاقة النبضة من 20 إلى 150 فيمتوجول عند تغيير معامل الحدة من 0.1 إلى 10. لوحظ النمو لجميع التوافقيات من 21 إلى 41 ولجميع الضغوط من 65 إلى 140 مليبار.

الوصفة العملية بسيطة: تقليل الطول الانتقالي من 1.5 ملم إلى 0.1 ملم. تقنيًا، هذا ممكن عن طريق ثقب الفتحات في رقاقة رقيقة بالليزر. عندها يمكن أن تزيد الكفاءة بنحو 10 مرات. هذا ليس وعدًا مجردًا، بل يمكن اليوم تحسين مصادر التوافقيات العالية الموجودة ببساطة عن طريق تغيير هندسة الفتحات في الخلية الغازية.

القمع ذو الجدران شديدة الانحدار يعمل بشكل أفضل. والآن بعد أن ثبت ذلك بالتجربة وليس فقط بالنظرية، يمكن للمهندسين شحذ هذه الجدران بشكل أكثر حدة، حتى يصبح تدفق فوتونات الأشعة فوق البنفسجية قويًا بما يكفي أخيرًا للتطبيقات العملية: من الطباعة الحجرية لأشباه الموصلات إلى الفحص المجهري النانوي للعينات البيولوجية.