L'intensità e la coerenza degli implusi di radiazione generati da FERMI nell'ultraviolettto e nei raggi X soffici, in combinazione con la polarizzazione variabile ed i diversi modi di correlazione temporale, aprono nuove frontiere, sino ad ora inesplorate, alla ricerca . Il potenziale degli esperimenti risolti in tempo basati sull'acquisizione di immagini di diffrazione coerente, lo scattering eleastico ed inelastico, le spettroscopie a fotoni ed elettroni e la spettroscopia a reticolo transiente consentiranno di indagare stati di transizione e la risposta non-lineare dei materiali sulle scale mesoscopiche e nanometriche e forniranno l'accesso ai fenomeni dinamici, che includono i processi di magnetizzazione ultra-veloce, le transizioni di fase e la nucleazione, il riarrangiamento degli elementi costituenti le celle, la ionizzazione singola e multipla a molti fotoni.