分子が光を吸収すると、数兆分の1秒以内に構造が変化し、電子が再配分され、エネルギーが振動に変換される。これらのプロセスは従来の装置では観測できなかった。欧州XFELの超短X線は、3-フルオロピリジン分子内の窒素原子とフッ素原子の異なる部分を記録し、変化を原子単位で再構成した。
窒素原子は電子分布の複雑な変化を反映し、フッ素原子は分子の振動的安定化をより明確に示した。この違いは、同じ分子内の異なる原子が反応の異なる側面を追跡できることを実証した。各原子が反応の一部を個別に報告している。
この技術はこの小さな分子に限定されない。今後、より複雑な有機分子、生物学的構造、エネルギー材料における光誘起プロセスの研究が可能になる。X線の原子レベルでの感度は、化学変化の基本メカニズムを理解するための新たな窓を開いた。