Embora pareça uma marca de grafite, esta é uma imagem de um pulso ultracurto de um feixe de fótons. Este pulso de raios-x duros foi produzido usando dois métodos desenvolvidos na Linac Coherent Light Source da SLAC
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.