الضوء الصادر من مصباح أو نجم، عند مروره عبر مادة، يترك أثرًا فيها: فالذرات تمتص بعض الألوان وتسمح بمرور البعض الآخر. والنتيجة هي طيف — شريط ملون بخطوط داكنة، مثل رمز شريطي، يمكن من خلاله معرفة التركيب الكيميائي. لكن بعض الذرات والجزيئات تحتوي على إلكترونات غير مزدوجة — إلكترونات منفردة تتصرف بشكل غير متوقع وتجعل الحسابات أكثر تعقيدًا.
وجد مؤلفو الدراسة طريقة لتجاوز هذه الصعوبة. فقد طبقوا خطوتين متتاليتين: أولاً، «يجمّدون» حركة الإلكترونات للعثور على الحالة المطلوبة للذرة، ثم «يشغّلون» الزمن ويتابعون كيف تتفاعل الذرة مع الضوء. هذا النهج يشبه تصوير فيديو بالحركة البطيئة: أولاً نلتقط لقطة ثابتة واضحة، ثم نشغّل التسجيل لنرى الديناميكية.
تطابقت النتائج مع الحسابات الدقيقة ولكن البطيئة، بينما تعمل الطريقة الجديدة بشكل أسرع. وهذا مهم لأن أطياف هذه الأنظمة مطلوبة في الفيزياء الفلكية وكيمياء الغلاف الجوي وعند إنشاء مواد جديدة.
الآن يستطيع العلماء فك رموز «الرموز الشريطية» للضوء القادم من نجوم بعيدة ومن مختبرات أرضية بشكل أسرع.
طيف الذرة يشبه بصمة الإصبع: لكل عنصر مجموعة فريدة من خطوط الامتصاص.
في مسلسل «ستار تريك»، يُستخدم التحليل الطيفي لتحديد تركيب الغلاف الجوي لكواكب بعيدة — والطريقة الجديدة كانت ستسرّع هذه الحسابات.