Les sources modernes de rayons X ressemblent à un orchestre sans chef : les électrons du faisceau volent chacun de son côté, et le rayonnement qui en résulte est flou. La nouvelle idée est de faire en sorte que les électrons s'alignent en rangées régulières avec un pas de quelques nanomètres. Ainsi, la lumière qu'ils émettent devient cohérente, comme un faisceau laser.
Pour cela, dans un plasma (un gaz de particules chargées), on fait se croiser deux faisceaux laser faibles. Leur interférence crée une onde de densité qui, telle un peigne, coiffe les électrons en groupes bien nets. Ensuite, une impulsion laser puissante accélère ces groupes, et ils conservent leur structure.
Cette méthode ne nécessite pas d'accélérateurs géants : tout se passe dans un petit volume de plasma. Cela ouvre la voie à des sources compactes de rayons X ultra-brillants, qui pourraient être utiles en médecine, en science des matériaux et pour filmer des processus ultra-rapides.
La distance entre les groupes d'électrons dans un tel faisceau peut être inférieure à la longueur d'onde de la lumière visible — seulement quelques nanomètres. C'est comme si, dans une file d'attente, les gens se tenaient à une distance inférieure à l'épaisseur d'un cheveu.