Der SwissFEL wird sehr kurze und sehr intensive Blitze aus Röntgenlicht mit Lasereigenschaften erzeugen. Die Lasereigenschaft macht das Licht besonders intensiv und ermöglicht es, den genauen Aufbau von Molekülen zu gewinnen, von denen man mit „normalem“ Licht höchstens ein verschwommenes Bild bekäme.
Der SwissFEL wird sehr kurze und sehr intensive Blitze aus Röntgenlicht mit Lasereigenschaften erzeugen und damit neue Einblicke in das Innere von unterschiedlichsten Materialien ermöglichen. Jede einzelne Eigenschaft dieses speziellen „SwissFEL-Lichts“ trägt zu den experimentellen Möglichkeiten der Anlage bei.
Licht besteht aus Wellen. In einer normalen Glühbirne senden verschiedene Stellen des Glühdrahts das Licht unabhängig voneinander aus. Dadurch trifft oftmals der Wellenberg der Welle, die von einer Stelle stammt, auf das Wellental der Welle von einer anderen Stelle. So schwächen sich die Wellen teilweise gegenseitig ab. Anders beim Laser – hier werden alle Lichtwellen „in Phase“ ausgesandt, so dass Wellenberge und Wellentäler aller Wellen übereinstimmen. Man spricht von kohärenter Strahlung. Das macht das verfügbare Licht zum einen besonders intensiv, weil sich verschiedene Teile des Lichts nicht gegenseitig auslöschen. Zum anderen können manche Experimente so besonders effizient durchgeführt werden – insbesondere Streuversuche, mit denen die Struktur von Molekülen bestimmt werden soll.
Bei den Versuchen am SwissFEL wird die Probe mit dem Röntgenlicht durchleuchtet. Dabei wird das Licht bei der Begegnung mit den Bausteinen der Moleküle abgelenkt. Hinter der Probe überlagern sich die Lichtwellen, die aus verschiedenen Richtungen kommen. Aus dem entstehenden Überlagerungsmuster kann man auf die Struktur des untersuchten Objekts schliessen. Mit dem Laserlicht spiegelt dieses Muster die Details des untersuchten Objekts besonders deutlich wider, die bei „normalem“ Licht verwischt wären. So lässt sich mit dem Laserlicht oftmals auch für sehr kleine Untersuchungsgegenstände die detaillierte Struktur bestimmen, während man mit dem Licht anderer Quellen höchstens ein verschwommenes Bild bekäme.