Med modern mätutrustning har vi tillgång till en gedigen verktygslåda för att studera vårt universum, dels med hjälp av den elektromagnetiska strålningen – synligt ljus, radiovågor, infraröd strålning, ultravioletta våglängder, röntgen och gamma – men också genom den kosmiska (partikel-)strålningen, neutriner och – på senare tid – även med hjälp av gravitationsvågor. Med det ballongburna teleskopet XL-Calibur tittar vi specifikt på en liten del av det elektromagnetiskspektrumet, nämligen röntgenstrålningen. Många andra teleskop och mätinstrument är känsliga för just röntgenstrålning, men XL-Calibur kan något som nästan inga andra instrument kan, nämligen att mäta hur denna röntgenstrålning är polariserad. I sin specifika våglängsintervall är XL-Calibur rentav unikt.

Medan andra instrument bara mäter röntgenstrålningens energi, riktning och ankomsttid kan XL-Calibur därtill lägga information om röntgenstrålningens polarisation. Detta ger oss två helt nya mätparametrar för himlakropparna vi studerar: polarisationsriktningen och polarisationsgraden. Gemensamt för dessa himlakroppar – till exempel neutronstjärnor och stellära svarta hål – är att de är så kompakta och så avlägsna att vi med nuvarande teknik inte kan avbilda dem ordentligt. Med polarisationens hjälp kan vi dock lära oss mer om vilka strukturer, magnetfält och förutsättningar som råder vid dessa himlakroppar. Polarisationen är känslig för vad röntgenstrålningen har råkat ut för innan den når vår detektor. På så sätt kan vi studera några av de mest extrema och fascinerande objekten i vårt universum, där förutsättningar råder som vi aldrig kommer kunna (eller vilja) återskapa på jorden: magnetfält så starka att de skulle kunna slita sönder allt som är ens det minsta magnetiskt, temperaturer så höga att inget inneslutningsmaterial skulle hålla, och gravitation så stark att inte ens ljuset kan undkomma. XL-Calibur kommer att flyga med en stratosfärisk heliumballong på en höjd av ungefär 40 km. Flyghöjden är en förutsättning för den här typen av mätningar, då röntgenstrålningen stoppas av jordens skyddande atmosfär. Med hjälp av en särskilt utvecklad ”röntgenlins” kan strålningen fokuseras på en kompakt detektor som är väl skyddad från bakgrundsstrålningen som annars skulle kunna störa ut mätningarna. Därmed kan en högre effektivitet uppnås än vad som tidigare har varit möjlig. På så sätt hoppas vi kunna lägga en ny teknik till vår växande verktygslåda för studierna av vårt universum.