硬X射线自由电子激光装置（XFELs）最有前景的应用之一是生物学研究，研究人员甚至可以在辐射损伤样品之前捕获到原子尺度图像。在物理学和化学领域，X射线能以1飞秒的快门速度拍摄图像，揭示自然界发生的最快过程。然而，在微小的时间尺度上，一方面是激发样品反应的X射线脉冲，另一方面是“观察”样品的激光脉冲，要使两者同步是非常困难的。这个问题被称为时序抖动（timing jitter），是目前在XFELs上开展超短时间分辨率实验的主要障碍。
来自德国马克斯-普朗克结构与动力学研究所（MPSD）、德国电子同步加速器研究所（DESY）、瑞士保罗谢尔研究所（PSI）等机构的研究人员组成大型国际研究团队，开发出解决该问题的方法，并通过测量氖气中的基本衰变过程证明其有效性。该研究成果发表在Nature Physics上。
该技术被称为自参考阿秒条纹（self-referenced attosecond streaking），可以用于绘制俄歇衰变。基于绘制的数千张图像中的电子，根据数据的整体趋势推断出它们被发射的时间。首次应用该方法时，该团队使用了氖气。将光电子和俄歇电子都暴露于外部“条纹”激光脉冲后，研究人员在成千上万次独立测量中确定最终动能。在每次测量中，因为发射较晚，俄歇电子与条纹激光脉冲的相互作用总是比最初位移的光电子稍晚一些。这个重要恒定因素构成了该技术的基础，研究人员能构造出详细的物理过程图，从而确定光电子与俄歇发射之间的特征时间延迟。
尽管实验的时间抖动处于百飞秒内，自参考条纹技术能够以亚飞秒级的精度测量氖气中X射线电离与俄歇发射之间的延迟。此外，测量结果表明，光电离和随后的弛豫以及俄歇衰变必须视为一个统一的过程，而不是俄歇衰变理论描述中的两步。以往的时间分辨率研究中，衰变是以半经典方式建模的。但是，用LCLS和XFELs进行测量时发现该模型并不合适。相反，该项目的合作者、理论学家Andrey Kazansky和Nikolay Kabachnik应用完全量子力学模型，根据实验观察到的电离和俄歇发射之间的延迟确定基本的俄歇衰变寿命。
研究人员希望自参考条纹技术对超快科学领域产生更广泛的影响。本质上，该技术使以前只限于桌面光源使用的传统阿秒条纹光谱扩展到全世界范围内的XFELs。这样，自参考条纹技术可以在不影响时间分辨率的前提下，在兼具灵活性和高强度的XFELs上开展这类新的实验。
