Aby można fotografować zdarzenia zachodzące szybko, oświetlanie obiektu powinno odbywać się w krótkich odcinkach czasu. Im są krótsze, tym precyzyjniej odtwarzają ruch. Na początku lat osiemdziesiątych potrafiono uzyskiwać impulsy trwające nanosekundę (10-9 sekundy), a pod koniec tej dekady skrócono ten czas do femtosekundy (10-15 sekundy). Najszybszy znany do tej pory "aparat" skonstruował Egipcjanin Ahmed Zewail, który m.in. za to właśnie dokonanie został w 1999 roku uhonorowany Nagrodą Nobla z chemii. Aparat składa się z co najmniej dwóch laserów, które oświetlają badaną próbkę niezwykle krótkimi błyskami światła. Pierwszy z nich pobudza obecne w probówce cząsteczki do reakcji. Drugi ma na celu "filmowanie" tego, co się dzieje. Za pomocą aparatu Zewaila można śledzić przebieg reakcji chemicznych i obrazy pojedynczych atomów i cząsteczek. Żadna reakcja nie przebiega szybciej niż femtosekundy. Nowa dyscyplina naukowa została więc nazwana femtochemią. fotografie elektronu Obraz elektronów Augera wylatujących z atomu kryptonu. Elektronów nie widzimy jako cząstki lecz zgodnie z mechaniką kwantową w postaci fali. Kolor niebieski oznacza duże, a żółty małe prawdopodobieństwo znalezienia cząstki. Dalsze próby dotyczyły jeszcze szybszych procesów - zachodzących we wnętrzach atomów. Elektrony przeskakują tam pomiędzy orbitami w czasie mierzonym w attosekundach, czyli trylionowych częściach sekundy (10 do potęgi minus 18). Odmierza się w nim np. tempo tworzenia się i zrywania wiązań chemicznych. Kłopot polega na tym, że nie można uzyskać impulsu światła widzialnego, który trwałby krócej niż kilka femtosekund. Taki parofemtosekundowy impuls jest już bowiem porównywalny z długością jednego okresu fali świetlnej i zachodzi dyfrakcja czyli ugięcie i zamiast polepszenia obrazu następuje rozmycie. Posłużono się więc krótszymi falami z zakresu nadfioletu i miękkich promieni Roentgena. W zeszłym roku naukowcom z z Instytutu Fotoniki Politechniki w Wiedniu i Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Bielefeld w Niemczech udało się uzyskać impulsy takiego światła o długości kilkuset attosekund. Zaraz potem te zespoły, pod kierunkiem Ferenca Krausza i Markusa Dreschera, zastosowały tę technikę, żeby po raz pierwszy sfotografować superszybkie przeskoki elektronów w atomie. Jako model do pierwszej prezentacji możliwości ultraszybkiej fotografii posłużył atom kryptonu. Fizycy po raz pierwszy zarejestrowali zjawisko atomowe odkryte w 1925 r. przez Pierre'a Augera. Pierwszy impuls lasera wybija z atomu kryptonu jeden z elektronów krążących w pobliżu jądra. Pozostaje po nim puste miejsce, które burzy porządek całego atomu. W ciągu kilku femtosekund do tej dziury spada i zapełnia ją elektron z wyższej orbity. Takiemu przeskokowi powinno towarzyszyć wypromieniowanie kwantu światła. Zamiast niego jednak z kryptonu wylatuje elektron zwany elektronem Augera. Elektron jest bardzo małą cząstką, więc posiada zarówno własności cząsteczkowe jak i falowe. Dział fizyki zajmujący się ruchem cząstki z uwzględnieniem jej własności falowych nazywa się mechaniką kwantową. W teorii falowej nie możemy wyróżnić toru cząstki, możemy jedynie określić prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w danym punkcie przestrzeni. Taki obraz rozkładu prawdopodobieństwa znalezienia elektronu otrzymali naukowcy.