كاميرا فائقة السرعة قادرة على تصوير حركة الإلكترونات هي مقياس التداخل الأتوثاني (attosecond interferometer). يرسل نبضتي ليزر إلى المادة بفاصل زمني ضئيل. الأولى، فوق البنفسجية، مثل وميض، تنزع إلكترونًا من الجزيء. الثانية، تحت الحمراء، كيد خفية، تدفع أو تبطئ هذا الإلكترون أثناء طيرانه. من خلال تغير طاقة الإلكترون، يستعيد العلماء صورة الأحداث التي تستغرق أجزاء من مليار من مليار جزء من الثانية.

حتى الآن، كان يُعتقد أن النبضة تحت الحمراء تتفاعل فقط مع الإلكترون المنطلق، وأن الجزيء نفسه مجرد مسرح ثابت. لكن مؤلفي الدراسة الجديدة قرروا اختبار ذلك على ثاني أكسيد الكربون (CO₂). اكتشفوا أن الضوء تحت الأحمر يمكنه أيضًا أن يهزّ الجزيء نفسه الذي فقد إلكترونًا. هذا الاهتزاز يفتح للإلكترون طريقًا ثالثًا خفيًا سابقًا. الآن، يمكن للإلكترون أن يغادر الجزيء ليس بطريق واحد بل بطريقين مختلفين، ويحصل أيضًا على دفعة إضافية من الجزيء المهيّج. تتراكب المسارات الثلاثة فوق بعضها مثل دوائر على الماء من ثلاث حصيات مُلقاة.

لفهم هذا التداخل، قاس الفيزيائيون طاقة الإلكترونات وزاوية انطلاقها. اتضح أنه عند حساب المتوسط عبر جميع الزوايا، تنخفض وضوح صورة التداخل في نطاق معين من الطاقات. يشبه ذلك أوركسترا يعزف فيها عازفان بتناغم، بينما يدخل الثالث أحيانًا خارج الإيقاع، فيصبح الصوت العام أخفت في بعض المواضع. بمقارنة التجربة مع النظرية، تمكن العلماء من عزل مساهمة كل مسار من المسارات الثلاثة. المسار الثالث، المرتبط بتهييج الجزيء، لم يكن مجرد إزعاج، بل جزءًا مهمًا من العملية لا يمكن تجاهله.

هذا الاكتشاف يغيّر قواعد اللعبة في التحليل الطيفي الأتوثاني بأكمله (طريقة دراسة العمليات فائقة السرعة). سابقًا، عند دراسة الذرات البسيطة، كان يمكن إهمال التأثير على الأيون نفسه. لكن بالنسبة للجزيئات والأنظمة الأكثر تعقيدًا، يعطي هذا النهج صورة غير مكتملة. الآن، بمعرفة المسار الكمومي الثالث، سيتمكن العلماء من فك رموز العمليات فائقة السرعة بدقة أكبر — مثل كيفية إعادة توزيع الطاقة في عملية التمثيل الضوئي، أو كيفية تدمير الجزيئات تحت تأثير الإشعاع. وبالعودة إلى كاميرتنا فائقة السرعة، يمكن القول إنها حصلت على وضع تصوير جديد أكثر حساسية، يلتقط ليس فقط البطل الرئيسي، بل أيضًا الديكور الذي يتحرك فجأة.