Обычная фотовспышка замирает на сотых долях секунды — но для атомов это вечность. Внутри молекул электроны перескакивают за аттосекунды: миллиардные доли миллиардной доли секунды. Чтобы заснять такое, нужен импульс света короче самого события.
Физики берут пучок электронов в линейном ускорителе и сжимают его так, что отдельные сгустки становятся тоньше волоса — по времени. Затем пучок пролетает через магнитную «расчёску», которая заставляет электроны колебаться и испускать рентгеновские лучи. Если сгусток достаточно короткий, рождается одна-единственная вспышка.
Новое здесь — способ сжатия. Электроны разгоняют с огромным разбросом энергии: передние убегают вперёд, задние отстают, как бегуны на длинной дистанции. В конце трассы этот разброс аккуратно компенсируют, и сгусток схлопывается в точку. Получается вспышка с шириной спектра больше 30 электронвольт — вдвое шире, чем удавалось раньше.
Дальше этот трюк можно повторить ещё раз: сжать сгусток после излучения и заставить его выдать вторую, ещё более мощную вспышку. Или использовать электрическое поле самого сгустка, чтобы «толкнуть» атомы в образце — как резкий порыв ветра раскачивает ветки.
Аттосекундные рентгеновские вспышки — это стробоскоп для микромира. С их помощью можно увидеть, как электрон перескакивает с орбиты на орбиту, как рвётся химическая связь. Та самая вспышка, что замирает в руке фотографа, здесь сжимается до масштаба, где время почти останавливается.
За одну аттосекунду свет проходит расстояние в три ангстрема — это примерно размер атома.