Un laser à électrons libres ordinaire ressemble à un instrument de musique à une seule corde : il ne peut jouer qu'une seule note tant qu'on ne modifie pas sa conception. Pour obtenir une autre longueur d'onde, il faut régler les aimants ou accélérer davantage les électrons. C'est coûteux et encombrant.
Les physiciens de l'équipe qui a publié ces travaux ont trouvé un moyen de faire jouer à l'instrument des harmoniques — ces mêmes harmoniques qui enrichissent le son d'un violon. Ils ont modulé la densité du faisceau d'électrons de manière à supprimer la fréquence fondamentale et à permettre l'amplification des troisième et cinquième harmoniques. Le résultat est une impulsion laser stable avec une énergie allant jusqu'à 540 microjoules — deux fois plus large en fréquence qu'auparavant, sans modifier l'installation.
Cette approche promet des sources de rayons X compactes pour les laboratoires où il n'y a pas de place pour de gigantesques accélérateurs. Au lieu d'une nouvelle installation pour chaque tâche, une seule, mais avec des harmoniques réglables.
L'énergie de l'impulsion de 540 microjoules est comparable à l'énergie cinétique d'un moustique en vol, mais comprimée en une fraction de milliardième de seconde et focalisée sur une tache de taille micrométrique, elle est capable de vaporiser de la matière.