A szakmai körökben XFEL néven ismert hamburgi részecskegyorsítóban 98 darab úgynevezett rezonátor gyorsítja az elektronokat. Ezek a rezonátorok nióbiumból készültek, és az abszolút nulla fok közelében, mínusz 271 Celsius-fok hőmérsékleten működnek, ahol ez a fém szupravezetővé válik – ezt az állapotot folyékony hélium segítségével érik el –, vagyis elveszíti elektromos ellenállását.
A felgyorsított elektronokat mágnesek különleges elrendezésű, mintegy 200 méter hosszú sorozatába, úgynevezett undulátorokba vezetik, amelyekben másodpercenként 27 ezer igen rövid, a lézerfényhez hasonló tulajdonságú, a hagyományos röntgenforrásokénál egymilliárdszor erősebb röntgenfelvillanás keletkezik.
A kutatók ezeket a 10 keV (kiloelektronvolt) körüli energiájú fotonokból álló felvillanásokat használják az összesen 3,4 kilométer hosszúságú röntgenlézer végén kiépülő mérőállomásokon kísérletek végzésére. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont tájékoztatása szerint atomi felbontással térképeznék fel vírusok szerkezetét, sejtek molekuláris összetételét fejtenék meg, háromdimenziós „fényképeket” készítenének a nanovilágról, gyors kémiai reakciókat „filmeznének le”, vagy éppen olyan folyamatokat tanulmányoznának, amilyenek a bolygók belsejében zajlanak.
Az alkalmazások sorát még hosszan lehetne folytatni.
A berendezés tervezése húsz éve kezdődött, építése több mint hét évig tartott, de bővítése a működés idején is folytatódik. A röntgenlézer megépítését tizenegy ország (Dánia, Franciaország, Lengyelország, Magyarország, Németország, Olaszország, Oroszország, Spanyolország, Svájc, Svédország és Szlovákia) vállalta magára. A 2005-ös árakon számolt 1,22 milliárd euró teljes költségből Németországra 58 százalék, Oroszországra 27 százalék jut. Magyarország teljes jogú tagként a költségek egy százalékát állja.
Magyar kutatók a nyolcvanas évek óta használnak analitikai és anyagvizsgálati célból részecskegyorsítókon alapuló röntgenforrásokat. Elsősorban a legnagyobb európai, a franciaországi Grenoble-ban működő szinkrotronnál dolgoztak. Az eredményes múlt miatt remélhető, hogy a mérőállomások teljes kiépülése után a magyarok a hamburgi eszköznek is sikeres használói lesznek.
Az ősszel induló első kutatási ciklusra a többi röntgenlézernél már jelentős tapasztalatot szerzett kutatócsoportokat várnak. Két magyar csapat jó eséllyel pályázik arra, hogy már ősszel Hamburgban dolgozhasson. Az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos főmunkatársa, Vankó György által vezetett csoportot elsősorban a fénnyel aktivált funkcionális molekulák ultragyors dinamikája érdekli.
Ha úgy tetszik, le akarják fényképezni a molekulákat átalakulás („működés”) közben. A másik „wigneres” kutatócsoport vezetője a röntgenholográfia megvalósításáról is ismert Faigel Gyula akadémikus, aki az atomi szerkezet meghatározására koncentrál.
Nem ez az egyetlen ilyen jellegű berendezés Európában. A svájci Villigenben épül egy másik lineáris gyorsítón alapuló röntgenlézer, a SwissFEL, amelyet szintén idén helyeznek üzembe. Itt a hamburgihoz hasonló kísérleteket végeznek, bár a svájci lehetőségek minden szempontból elmaradnak a német eszközétől.