新系统产生的X射线具有极短脉冲长度。它们能从一个约1微米的空间小点产生,这会导致一个狭窄的X光束,使研究人员能清楚地看到目标物的细节。这些特性是其他X光源不具备的,超短脉冲使研究人员能以毫微微秒(千万亿分之一秒)的解析度测量原子和分子的互相反应。

  新型X射线系统发出称为HERCULES的超高能激光束,进入氦气喷气机生成一个微小的等离子氦柱,激光脉冲在这个等离子内部,生成一个被带负电荷的电子包围的带正电的氦离子泡。

  由于这种电荷分离,等离子泡具有强大的电场,不仅能促使等离子体重的某些电子形成能量束,还能使光速“扭动”。当电子束扭动它产生的峰值共振X射线光束时,就能够在实验中进行测量。

  这一过程跟其他同步加速光源中所发生的过程相似,但是在一个微观领域内产生。整个桌面X射线源装在一个边长约1米的真空箱里,加速和X射线的产生在不足一平方厘米范围内。这种微型化导致更加廉价高质量的X射线光源,也将带来超短高耀度的属性。

  研究人员称,像这样的系统有很多用途,比如使用高能X射线,它最终能极大地提高医学图像的解析度,也能更容易地检测机翼接合有没有微缝隙,还能用于开发特殊科学应用,X射线的超短脉冲可在极短时间内研究“结冰”运动。