Параметры передовых мировых установок позволяют создать в лабораторных условиях аналог релятивистской астрофизической плазмы. Уровни возникающих при этом электромагнитных полей не могут быть достигнуты даже при взрывах сверхновых звезд во Вселенной. Исследования, проводимые в Совместной лаборатории релятивистской лазерной плазмы (ФИАН-МГУ), осуществляются на стыке лазерной физики, физики плазмы, физики высоких энергий, астрофизики, ядерной физики и радиационной медицины.
Результаты этого совместного проекта ФИАН-МГУ могут быть использованы не только при решении фундаментальных проблем, но и в целом ряде задач прикладного характера, в том числе, в медицине, биологии, материаловедении, микроэлектронике.

С появлением компактных сверхмощных лазерных установок появилась возможность создавать сверхсильные электрические поля, способные ускорять заряженные частицы с темпом ускорения, намного превосходящим уровень, который может быть достигнут на самых передовых ускорителях, включая самую крупную экспериментальную установку в мире — Большой адронный коллайдер.

Сотрудниками Совместной лаборатории релятивисткой лазерной плазмы под руководством главного научного сотрудника ФИАН В.Ю. Быченкова и проф. МГУ А.Б. Савельева-Трофимова был предложен ряд идей, касающихся оптимизации условий взаимодействия лазерного излучения с веществом с целью создания компактного лазерного ускорителя частиц. Была предложена схема создания компактного источника жесткого рентгеновского излучения. Энергии ускоренных электронов в этих условиях становятся релятивистскими, размеры объектов, которые облучает лазер, часто не превышают одного микрона, что фактически означает появление нового научного направления, получившего название «релятивистская наноплазмоника».