Navržené nosné fyzikální projekty laboratoře ELI-Beamlines vycházejí ze závěrů mezinárodního konsorcia přípravné fáze projektu v období 2008-2010, které jsou shrnuty v nedávno dokončené Bílé knize (White Book) projektu. V přednášce budou nejprve přehledně uvedeny základní výkonové parametry laserových systémů laboratoře ELI-Beamlines a její postavení v rámci současných či plánovaných světových laserových center.
V druhé části přednášky bude podán přehled navržených experimentů týkajících se interakce světelného pole o velmi vysoké intenzitě s elektromagnetickým vakuem, tématicky označovaných jako „exotická fyzika”. Velmi vysoká špičková intenzita >5×1023 W/cm2 dosažitelná ve fokusu laserových řetězců projektovaných v ELI-Beamlines znamená elektrické pole generované světelné vlny cca 1013 V/cm. Tato intenzita leží sice ještě o několik řádů pod Schwingerovou mezí pro generaci párů e-p elektrickým polem z vakua (1016 V/cm), přesto si lze představit řadu experimentů, kdy interakce takto intenzivního laserového svazku např. v přítomnosti plazmatu nebo vnějších polí může vést k měřitelným efektům. Dalším tématem je oscilační pohyb volných elektronů v elektrickém poli dopadající vlny, v němž elektrony pociťují zrychlení ~1026 g, což vede k úvahám o detekci efektu Unruhova záření. Jako příklad interakce i s dalšími druhy fyzikálních polí lze uvést test existence hypotetických částic axionů, jako nadstavby Standardního modelu.