据悉，《Scientific Reports》报道，研究人员找到了一个办法来精确的调制Ｘ射线光源，使得电子结构可以确保在测量前不会被损坏，从而保证了XFEL实验的高可信度.首先,研究团队观察了在开始的几飞秒时间内的电子的行为是如何的,或者在百万分之一秒的时间内的行为,当铁的样品被强烈的激光脉冲进行爆炸后的行为。

下图中的动画展示了通过SLAC飞秒硬X-射线激光装置（Linac Coherent Light Source (LCLS) X-ray laser）在破坏前进行探测的影像技术．在左侧，长持续时间的X射线通过比较传统的研究设施来产生，在通过样品的时候常常会破坏或者损伤样品，这就会导致在样品破坏前捕获高质量的影像的时候面临巨大的挑战，从而保留粒子如细胞和病毒的完整的特征。

X射线自由电子激光，诸如美国能源部的SLAC的国家加速实验室中的飞秒硬X-射线激光装置”(Linac Coherent Light Source,缩写为LCLS)，可以产生非常强的Ｘ射线脉冲，使得科学家可以获得生物学目标的高分辨率的影像，诸如蛋白质和其他分子机器．但这些强力的射线会破坏这些精致的样品，引发的变化会导致实验结果的变化和使结果站不住脚。

为了克服这一点，研究人员使用一个称之为销毁破坏前探测的技术，这一技术使得科学家们可以收集样品在破坏前的瞬间的精确的信息，产生影像以保留生物学粒子，如细胞，蛋白质和病毒的分子结构的信息．但直到今天，仍然不清楚这一技术用于测量电子的行为是否值得信任，这是因为Ｘ射线可以影响电子的程度远远大约原子。这就会限制这一技术在超快化学工艺中的应用，这些工艺过程中包括催化反应。

如今，来自SLAＣ实验室的研究人员Roberto Alonso-Mori, Dimosthenis Sokaras 和 Diling Zhu 等人找到了一个办法来精确的调制Ｘ射线光源，使得电子结构可以确保在测量前不会被损坏，从而保证了XFEL实验的高可信度.首先,研究团队观察了在开始的几飞秒时间内的电子的行为是如何的,或者在百万分之一秒的时间内的行为,当铁的样品被强烈的激光脉冲进行爆炸后的行为。他们的这一研究结果发表在期刊《Scientific Reports》。研究结果显示了X射线束独特的性质,诸如脉冲长度或能量,可以影响电子外围的原子,此时正是在化学反应中键结合和打破所期待观察到的结果。

研究结果使得科学家们可以精细的调制探测设备来进行实验,此时一个激光脉冲引发样品的反应,一个Ｘ射线脉冲立即测量这些电子的重排。通过改变激光和Ｘ射线脉冲的时间，研究人员可以得到一系列的照片并将这些照片串成运动－停止的电影，形成微小的，快速的动画，为科学家研究光－激活的化学反应提供深刻的洞察。

显示一个光学激光脉冲（红色）和Ｘ射线激光脉冲（淡青色）冲击样品的瞬间状态

▲图解：在同一实验中使用同步激光脉冲，即著名的“泵探头”技术，对SLAC的飞秒硬X-射线激光装置来说是非常普通的，同时是一个国际团队的一个正时工具，使得精确的测量在LCLS时的激光脉冲的到达时间

这些实验对我们团队的研究项目来说是非常重要的工具， Sokaras 说到，仔细的达到LCLS 状态的可接受的范围的能力将使得我们可以实现“泵探头”技术的研究同时处于可靠和空前的水平．一个电子束的超高速扫描照相机，同来作为精确测量Ｘ射线的脉冲长度的仪器。

研究团队紧密的同LCLS加速小组开展工作，发送了甚至比常规的Ｘ射线脉冲还要短的射线来研究在爆炸开始的几个飞秒时间内电子是如何重排的。

Alonso-Mori 说到，研究证实了曾经在过去的几年里 LCLS所使用的办法是正确的，解决关于他们是否有效或数据收集是否已经在强Ｘ射线脉冲作用的开始的几个飞秒时间内发生了改变的争论。

LCLS(飞秒硬X-射线激光装置) 的科学研究结果展示

紧随着这个实验研究，团队期望可以探测电子在更高的强度下是如何工作的，将充分利用和发挥在形成和控制Ｘ射线光束的最新进展。

这可以用来进一步的理解在 XFELs（自由电子X射线激光）的条件下热密度物质的形成的开始过程，Zhu说到，这是为我们研究行星系的形成和演化提供了深深的洞察力。

SLAC的在第二阶段的升级后的 LCLS(飞秒硬X-射线激光装置) 装置

▲图解：电子束穿过一新的波动器来产生软的Ｘ射线（左图），紧接着升级后的装置位于图的右边，首次利用另外一个波动器来产生硬Ｘ射线（右图）