Une impulsion laser pénètre dans un gaz et repousse les électrons, laissant derrière elle une bulle, un espace vide qui traverse le plasma à une vitesse proche de celle de la lumière. Un électron qui se retrouve dans cette bulle est accéléré comme un surfeur sur la crête d'une vague. Habituellement, on décrit cette accélération simplement : la particule va de plus en plus vite, et c'est tout. Mais l'électron possède des propriétés quantiques, et l'une d'elles est l'enroulement de son onde.
Les scientifiques ont calculé que la bulle non seulement accélère l'électron, mais maintient également son enroulement. À l'intérieur de la bulle, le mouvement transversal de l'électron ne peut prendre que certaines valeurs, comme une corde qui ne vibre que sur ses notes propres. Et le champ longitudinal de la bulle pousse l'électron vers l'avant sans briser cet enroulement. L'essentiel est que l'électron ne s'éloigne pas trop de l'axe de la bulle. Ainsi, le vortex est préservé même à des énergies énormes. Auparavant, on ne savait pas s'il était possible d'accélérer un électron vortex sans le détruire. Désormais, c'est clair : c'est possible, à condition d'utiliser une bulle de plasma de forme appropriée. Cela ouvre la voie à la création de faisceaux d'électrons enroulés pour de futures expériences.
La taille transverse d'un état vortex dans un accélérateur à plasma peut n'être que de quelques dizaines de nanomètres, soit des milliers de fois plus petite que l'épaisseur d'un cheveu humain, et pourtant l'électron porte une phase enroulée comme un tire-bouchon.