La struttura LCLS è composta da un acceleratore lineare lungo 2 chilometri che genera fasci di elettroni ad alta energia. Questi elettroni vengono quindi diretti verso una serie di magneti ondulatori, che li fanno emettere raggi X in modo coerente e sincronizzato. Gli impulsi laser a raggi X risultanti sono incredibilmente brevi e durano solo pochi femtosecondi (un femtosecondo è un milionesimo di un miliardesimo di secondo).
Una delle caratteristiche uniche di LCLS è la sua capacità di produrre impulsi laser a raggi X con coerenza spaziale estremamente elevata. Ciò significa che le onde di luce nel raggio laser sono sincronizzate con precisione, consentendo agli scienziati di ottenere immagini dettagliate di atomi e molecole. Questo livello di coerenza è essenziale per molti esperimenti scientifici, come la determinazione della struttura delle proteine o lo studio della dinamica delle reazioni chimiche in tempo reale.
LLCLS è stato utilizzato per fare scoperte rivoluzionarie in vari campi scientifici. Ad esempio, ha consentito ai ricercatori di osservare la struttura atomica di virus e proteine con un dettaglio senza precedenti, di tracciare il movimento degli atomi durante le reazioni chimiche e di comprendere il comportamento dei materiali in condizioni estreme.
Oltre alle sue applicazioni scientifiche, l'LCLS è stato utilizzato anche per scopi artistici. Nel 2016, un gruppo di scienziati dello SLAC e dell'Università della California, Berkeley, ha creato un ritratto su scala nanometrica della Gioconda utilizzando impulsi laser a raggi X generati da LCLS. Il ritratto, che è la rappresentazione più piccola della famosa opera d'arte mai creata, misura solo 3 micrometri (un micrometro è un milionesimo di metro).
