Лазерный импульс влетает в газ и расталкивает электроны, оставляя за собой пузырь — пустое место, которое летит сквозь плазму почти со скоростью света. Электрон, оказавшийся в этом пузыре, разгоняется, как сёрфер на гребне волны. Обычно такой разгон описывают просто: частица летит всё быстрее, и всё. Но у электрона есть квантовые свойства, и одно из них — закрученность его волны.
Учёные рассчитали, что пузырь не только разгоняет электрон, но и держит его закрутку. Внутри пузыря поперечное движение электрона может быть только определённым — как струна, которая колеблется только на своих нотах. А продольное поле пузыря толкает электрон вперёд, не ломая эту закрутку. Главное, чтобы электрон не отходил далеко от оси пузыря. Тогда вихрь сохранится даже при огромных энергиях. Раньше было непонятно, можно ли вообще ускорить вихревой электрон, не разрушив его. Теперь ясно: можно, если использовать плазменный пузырь правильной формы. Это открывает дорогу к созданию пучков закрученных электронов для будущих экспериментов.
Поперечный размер вихревого состояния в плазменном ускорителе может составлять всего десятки нанометров — это в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса, и при этом электрон несёт закрученную фазу, как штопор.