目前在美国只有两个加速器可达到如此高的电子能量，但长度都达到3公里。现在，研究人员可在10厘米内的腔室中达到这么高的能量。

激光尾流场加速器的原理是，用极强的激光射击氦气，将其加热成等离子体并产生波，将电子从气体中击出，形成高能电子束。这一概念自1979年被提出以来，一直广受关注。

此次，研究团队的关键进展依赖于纳米颗粒。辅助激光击中气室内的金属板，金属板注入一股金属纳米粒子流，增强了从波传递到电子的能量。

激光就像一艘掠过湖面的小船，会留下尾迹，电子像尾波冲浪者一样驾驭着这股等离子波。研究人员比喻说，冲浪者很难在不受控的情况下进浪，所以一般情况下摩托艇会拖着冲浪者进浪。在新型加速器中，纳米粒子相当于摩托艇，它们在正确的点和正确的时间释放电子，所以它们都能在尾波中“冲浪”。

在实验中，研究人员使用了世界上最强大的脉冲激光器之一——得州拍瓦级激光器，每小时发射一次超强脉冲光，但持续时间仅为150飞秒。

目前，研究团队正在探索将他们的加速器用于多种目的，如测试太空电子设备抵御辐射的能力、拍摄芯片设计的3D内部结构，甚至开发新的癌症疗法和先进的医学成像技术。

这种加速器还可用来驱动X射线自由电子激光器，这种设备可拍摄原子或分子尺度的慢动作电影，如药物与细胞的相互作用、电池内部导致起火的变化、太阳能电池板内部的化学反应，以及病毒蛋白质在感染细胞时的形状改变。