Reazioni nei pannelli solari, convertitori catalitici, e altri dispositivi sono governati dal rapido movimento degli elettroni. Per catturare il movimento di questi elettroni, gli scienziati usano impulsi di raggi X ad altissima energia. La sfida è rendere gli impulsi abbastanza brevi da poter osservare bene gli elettroni. Ora, gli impulsi più brevi di raggi X duri sono stati prodotti utilizzando due metodi sviluppati presso la Linac Coherent Light Source di SLAC. La durata dell'impulso è di poche centinaia di attosecondi, o miliardesimi di miliardesimo di secondo. Ha stabilito un record per i raggi X duri prodotti da laser a elettroni liberi.

Con la disponibilità di questi impulsi a raggi X duri ultracorti, gli scienziati hanno un nuovo strumento per catturare i movimenti veloci degli elettroni su scala atomica o molecolare. Questi strumenti spingono le frontiere della ricerca sulle reazioni chimiche e sui processi magnetici che coinvolgono gli elettroni ultraveloci.

Per catturare i moti veloci degli elettroni che governano molti processi chimici, Sono richiesti impulsi a raggi X nell'intervallo degli attosecondi. Due metodi sono stati sviluppati presso la Linac Coherent Light Source, entrambi manipolando i grappoli fitti di elettroni prodotti dall'acceleratore lineare SLAC. Questi metodi sono stati utilizzati per generare per la prima volta impulsi laser a elettroni liberi a raggi X duri di poche centinaia di attosecondi. Gli impulsi a raggi X vengono accorciati utilizzando la compressione non lineare del fascio di elettroni o facendo passare il fascio attraverso una lamina metallica scanalata.

In queste due configurazioni, solo una piccola parte del grappolo viene selezionata per la laminazione. Così, la luce laser a raggi X emessa ha una durata dell'impulso molto più breve. Gli schemi sfruttano le strutture laser a elettroni liberi a raggi X esistenti e forniscono nuove funzionalità per le scienze a raggi X ultraveloci. A causa della natura del modo in cui vengono prodotti gli impulsi laser a elettroni liberi, questi schemi producono solo impulsi ad attosecondi nel dominio dei raggi X duri.

Estensioni ai raggi X molli, che sono importanti per gli studi di scienze chimiche, sono oggetto di un nuovo progetto chiamato XLEAP, basato su metodi di modulazione laser ottica, con i test ora in corso presso la Linac Coherent Light Source.