Después de que una molécula absorbe luz, cambia su estructura, reorganiza sus electrones y convierte su energía en vibraciones en cuestión de trillionésimas de segundo. Estos procesos no eran observables con herramientas tradicionales. Los ultracortos rayos X del XFEL Europeo registraron los cambios en los átomos de nitrógeno y flúor en la molécula de 3-fluoropyridine, reconstruyendo los cambios paso a paso.
El átomo de nitrógeno reflejó los complejos cambios en la distribución electrónica, mientras que el átomo de flúor mostró más claramente el proceso de relajación vibracional de la molécula. Esta diferencia demostró que distintos átomos dentro de la misma molécula pueden rastrear diferentes aspectos de la reacción. Cada átomo informa por separado sobre una parte de la reacción.
Esta técnica no se limita a esta pequeña molécula. Futuramente, será posible estudiar procesos activados por luz en moléculas orgánicas más complejas, estructuras biológicas y materiales energéticos. La sensibilidad a nivel atómico de los rayos X abre una nueva ventana para comprender los mecanismos fundamentales de los cambios químicos.