Reacties in zonnepanelen, katalysatoren, en andere apparaten worden bestuurd door de snelle beweging van elektronen. Om de beweging van deze elektronen vast te leggen, wetenschappers gebruiken pulsen van extreem hoge energie röntgenstralen. De uitdaging is om de pulsen kort genoeg te maken om de elektronen goed te kunnen zien. Nutsvoorzieningen, de kortste pulsen van harde röntgenstralen ooit werden geproduceerd met behulp van twee methoden die zijn ontwikkeld door de Linac Coherent Light Source van SLAC. De pulsduur is slechts een paar honderd attoseconden lang, of miljardsten van een miljardste van een seconde. Het vestigde een record voor harde röntgenstralen geproduceerd door vrije-elektronenlasers.

Met de beschikbaarheid van deze ultrakorte harde röntgenpulsen, wetenschappers hebben een nieuw hulpmiddel om de snelle bewegingen van elektronen op atomaire of moleculaire schaal vast te leggen. Deze tools verleggen de grenzen van onderzoek naar chemische reacties en magnetische processen waarbij ultrasnelle elektronen betrokken zijn.

Om de snelle bewegingen van elektronen vast te leggen die veel chemische processen regelen, Röntgenpulsen in het attoseconde bereik zijn vereist. Bij de Linac Coherent Light Source zijn twee methoden ontwikkeld, beide manipuleren de dicht opeengepakte bundels elektronen geproduceerd door de SLAC lineaire versneller. Deze methoden zijn gebruikt om voor het eerst harde röntgenvrije-elektronenlaserpulsen van slechts enkele honderden attoseconden te genereren. De röntgenpulsen worden verkort door ofwel niet-lineaire compressie van de elektronenbundel te gebruiken of door de bundel door een van sleuven voorziene metaalfolie te leiden.

In deze twee configuraties slechts een klein deel van de bos wordt geselecteerd om te laseren. Dus, het uitgezonden röntgenlaserlicht heeft een veel kortere pulslengte. De schema's maken gebruik van de bestaande röntgenvrije-elektronenlaserfaciliteiten en bieden nieuwe mogelijkheden voor ultrasnelle röntgenwetenschappen. Vanwege de aard van hoe vrije-elektronenlaserpulsen worden geproduceerd, deze schema's leveren alleen attoseconde pulsen op in het harde röntgendomein.

Uitbreidingen tot zachte röntgenstralen, die belangrijk zijn voor chemisch wetenschappelijk onderzoek, zijn het onderwerp van een nieuw project genaamd XLEAP, gebaseerd op optische lasermodulatiemethoden, met testen die nu aan de gang zijn bij de Linac Coherent Light Source.