Reações em painéis solares, conversores catalíticos, e outros dispositivos são governados pelo movimento rápido dos elétrons. Para capturar o movimento desses elétrons, os cientistas usam pulsos de raios-x de energia extremamente alta. O desafio é fazer com que os pulsos sejam curtos o suficiente para dar uma boa olhada nos elétrons. Agora, os pulsos mais curtos de raios-x duros foram produzidos usando dois métodos desenvolvidos na Linac Coherent Light Source do SLAC. A duração do pulso é de apenas algumas centenas de attossegundos, ou bilionésimos de um bilionésimo de segundo. Ele estabeleceu um recorde de raios-X produzidos por lasers de elétrons livres.

Com a disponibilidade desses pulsos de raios-x duros ultracurtos, os cientistas têm uma nova ferramenta para capturar os movimentos rápidos dos elétrons na escala atômica ou molecular. Essas ferramentas expandem as fronteiras da pesquisa em reações químicas e processos magnéticos que envolvem elétrons ultrarrápidos.

Para capturar os movimentos rápidos dos elétrons que governam muitos processos químicos, são necessários pulsos de raios-X na faixa de attossegundos. Dois métodos foram desenvolvidos na Linac Coherent Light Source, ambos manipulando os pacotes compactados de elétrons produzidos pelo acelerador linear SLAC. Esses métodos foram usados ​​pela primeira vez para gerar pulsos de laser de elétrons livres de raios-X duros com apenas algumas centenas de attossegundos. Os pulsos de raios-X são encurtados usando compressão não linear do feixe de elétrons ou passando o feixe por uma folha de metal com fenda.

Nessas duas configurações, apenas uma pequena parte do grupo é selecionada para morrer. Assim, a luz de laser de raio-x emitida tem um comprimento de pulso muito mais curto. Os esquemas aproveitam as instalações existentes de laser de elétrons livres de raio-x e fornecem novos recursos para ciências ultrarrápidas de raio-X. Devido à natureza de como os pulsos de laser de elétrons livres são produzidos, esses esquemas só produzem pulsos de attossegundos no domínio do raio-x rígido.

Extensões para raios-x moles, que são importantes para estudos de ciências químicas, são o assunto de um novo projeto chamado XLEAP, com base em métodos de modulação óptica a laser, com testes em andamento na Linac Coherent Light Source.