А. M. Сергеев бындай үтә ҡеүәтле ҡыҫҡа импульслы сығанаҡтарҙың материя менән ҡаты һыҙыҡһыҙ тәьҫир итешеүе процестарының теоретик моделдәрен әүҙем эшләй. Бындай процестарҙа яңы һыҙыҡһыҙ тулҡынлы эффекттарҙы өйрәнә, атап әйткәндә, ионлаштырыусы һыҙыҡһыҙлыҡҡа нигеҙләнгән нурланыштың үҙйөрөш эффектын, шулай уҡ ташыусы йышлыҡтың һәм нурланыш гармоникаһының йышлығының көслө адиабатик артыуын өйрәнә. А. M. Сергеев атомдарҙы фемтосекунд импульстары менән ионлаштырғанда когерент аттосекунд импульстарын генерациялау концепцияһын эшләй. Уның етәкселеге аҫтында иондарҙың лазер тиҙләнеше процестарын теоретик өйрәнеү һәм петаватт пик ҡеүәтле лазер системалары нигеҙендә рентген нурланышын генерациялау буйынса бер нисә эш алып барыла.