Au xxie siècle, le laser est plus généralement vu comme une source possible pour tout rayonnement électromagnétique, dont fait partie la lumière. Les longueurs d’onde concernées étaient d’abord les micro-ondes (maser), puis elles se sont étendues aux domaines de l’infrarouge, du visible, de l’ultraviolet et commencent même à s’appliquer aux rayons X. Le land d’Hambourg va bientôt mettre en service un nouvel outil de recherche digne de tous les superlatifs: le XFEL européen générera des flashs x ultra-rapides 27000 fois par seconde et d’une intensité un milliard de fois plus intense que les sources de rayonnement x conventionnels. Les caractéristiques de cet outil seront uniques au monde. Le démarrage prévu en 2017 ouvrira la voie de nouvelles opportunités de recherche pour les scientifiques et la possibilité d’innovations industrielles.

Plus court, plus rapide, plus intense: le XFEL sera l’un des eldorados de la recherche, un territoire resté jusque-là inaccessible. L’utilisation de flash X permettra de cartographier les détails atomiques des virus, de déchiffrer les compositions moléculaires des cellules, de prendre des images en 3D du monde nanométrique, de filmer des réactions chimiques et d’étudier des phénomènes qui se produisent au coeur des planètes. Pour générer des flashs X, des paquets d’électrons sont d’abord accélérés, puis dirigés à travers des arrangements bien précis d’aimants. Au cours du processus les particules émettent des radiations qui sont progressivement amplifiées jusqu’à la création de flashs cohérents, de la même manière qu’un laser.

 
Le XFEL se composera d’un réseau de tunnels souterrains accessibles en différents endroits. L’edifice de 3,4 kilomètres de longueur s’étendra depuis le centre DESY à Hambourg , jusqu’à la ville de Schenefeld. Cette dernière abritera le campus de recherche, où des équipes internationales de scientifiques mèneront leurs expériences. Le DESY (Deutsche Elektronen-Synchrotron : synchrotron allemand à électrons) est un important centre de recherche en Europe en physique des particules et en rayonnement synchrotron. Ce centre a été fondé le 18 décembre 1959 à Hambourg. C’est le centre de recherche en physique le plus important, après le CERN à Genève. Il est membre de la Helmholtz-Gemeinschaft.

 
Pour construire et gérer le XFEL les partenaires internationaux se sont mis d’accord sur la fondation d’un organisme de recherche indépendant, une société à but non lucratif régie par les lois allemandes, nommé XFEL GmbH. La force de travail de cette société sera composé de 280 collaborateurs. Actuellement, 11 pays participent au projet: Danemark, France, Allemagne, Hongrie, Pologne, Italie, Russie, Slovaquie, Espagne, Suède et la Suisse. La construction a démarré en 2009. Les coûts de la construction et de la mise en service sont évalués à 1,22 milliard d’Euros (de 2005). En tant que pays hôte, l’Allemagne couvre 58% de ce montant, la Russie 27% et les autres partenaires entre 1 et 3 %.