Även om det ser ut som ett graffitimärke, detta är en bild av en ultrakort puls av en fotonstråle. Denna puls av hårda röntgenstrålar producerades med två metoder utvecklade vid SLAC:s Linac Coherent Light Source
Reaktioner i solpaneler, katalysatorer, och andra enheter styrs av elektronernas snabba rörelse. För att fånga rörelsen av dessa elektroner, forskare använder pulser av extremt högenergiröntgenstrålar. Utmaningen är att göra pulserna tillräckligt korta för att få en bra titt på elektronerna. Nu, de kortaste pulserna någonsin av hårda röntgenstrålar producerades med två metoder utvecklade vid SLAC:s Linac Coherent Light Source. Pulslängden är bara några hundra attosekunder lång, eller miljarddels miljarddels sekund. Det satte rekord för hårda röntgenstrålar producerade av frielektronlasrar.
Med tillgången till dessa ultrakorta hårda röntgenpulser, forskare har ett nytt verktyg för att fånga elektronernas snabba rörelser på atomär eller molekylär skala. Dessa verktyg flyttar fram gränserna för forskning om kemiska reaktioner och magnetiska processer som involverar ultrasnabba elektroner.
För att fånga elektronernas snabba rörelser som styr många kemiska processer, röntgenpulser i attosekundens intervall krävs. Två metoder har utvecklats vid Linac Coherent Light Source, båda manipulerar de tätt packade elektronerna som produceras av SLAC linjäracceleratorn. Dessa metoder har använts för att generera hårda röntgenfria elektronlaserpulser som bara är några hundra attosekunder långa för första gången. Röntgenpulserna förkortas genom att antingen använda ickelinjär kompression av elektronknippet eller genom att föra gänget genom en slitsad metallfolie.
I dessa två konfigurationer, endast en liten del av gänget väljs ut för att lasa. Således, det emitterade röntgenlaserljuset har en mycket kortare pulslängd. Systemen utnyttjar de befintliga anläggningarna för röntgenfria elektronlaser och ger nya möjligheter för ultrasnabb röntgenvetenskap. På grund av hur frielektronlaserpulser produceras, dessa scheman ger endast attosekundspulser i den hårda röntgendomänen.
Förlängning av mjuka röntgenstrålar, som är viktiga för kemivetenskap, är föremål för ett nytt projekt som heter XLEAP, baserad på optiska lasermoduleringsmetoder, med tester som nu pågår vid Linac Coherent Light Source.
