A szilárd anyagok, makromolekulák, vagy élő sejtek szerkezetének ismerete alapvető fontosságú az alaptudományok és a fejlett technológiák sok területén. Az elmúlt évszázadban az atomi felbontású szerkezeti információ túlnyomórészt kristályokon végzett diffrakciós kísérletekből származott. Azonban sok anyag nem kristályosítható, ezek a krisztallográfiai módszerek számára elérhetetlenek. Extrém rövid (1-100 fs) és extrém nagy intenzitású röntgenimpulzusok egy egyedi részecskén (pl. szervetlen nano-részecskén, biológiai makromolekulán, vagy víruson) szóródva, használható információt adhatnak a részecske szerkezetéről, mielőtt a röntgenimpulzus a részecskét tönkretenné. A röntgen szabadelektron-lézerek képesek ilyen impulzusok előállítására, így ezek a kísérletek realitássá váltak. Egy kisméretű részecskéről készült egyetlen szóráskép általában nem ad elegendő információt a szerkezet meghatározására. Ezért sok egyforma részecskéről kell szórásképet készíteni. A részecskék orientációja általában ismeretlen és – mivel a szórt sugárzásnak csak az intenzitását tudjuk mérni – a fázisinformáció is hiányzik. A szerkezet meghatározásához ezért két nehéz feladatot kell megoldani: meg kell találni a részecskék relatív orientációját, és meg kell oldani a fázisproblémát. Előadásomban ezen problémák megoldásáról fogok beszélni.