عندما تُسخن المادة إلى ملايين الدرجات، تتحول إلى بلازما — خليط من الإلكترونات الحرة والأيونات، يشبه حساءً يغلي من الجسيمات المشحونة. لا يمكن النظر إلى هذا «الحساء» بميزان حرارة عادي، ولكن يمكن تسليط الأشعة السينية عليه. يعمل تشتت تومسون للأشعة السينية مثل مصباح يدوي في الضباب: تصطدم الأشعة بالإلكترونات وتتبعثر، ومن خلال كيفية تغير طاقتها يمكن استنتاج درجة حرارة البلازما وكثافتها.
منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبح هذا الأسلوب الأداة الرئيسية لدراسة الحالات المتطرفة للمادة في المختبرات. يُستخدم في منشآت الليزر القوية حيث تضغط نبضة قصيرة العينة، وفي ليزرات الأشعة السينية الحرة التي تعطي ومضات فائقة السطوع. جمع مؤلفو الدراسة الجديدة نتائج جميع هذه التجارب: أي العناصر دُرست، وتحت أي درجات حرارة وضغوط، ومن أي زاوية وُجهت الأشعة، وكيف عولجت البيانات لاحقًا. والنتيجة خريطة مفصلة — من الهيدروجين الخفيف إلى المعادن الثقيلة.
تُظهر الدراسة أيضًا أن طرق التحليل المختلفة تعطي نتائج مختلفة قليلاً، ومن المهم أخذ ذلك في الاعتبار. على سبيل المثال، لاستخلاص درجة الحرارة، يحتاج المرء إلى معرفة دقيقة لكيفية تبعثر الإلكترونات الحرة للأشعة، وهنا توجد تفاصيل دقيقة. في المستقبل، ستظهر نماذج جديدة أكثر دقة ومصادر أشعة سينية أكثر سطوعًا، مما سيسمح بدراسة البلازما بتفصيل أكبر — حتى سلوك الإلكترونات الفردية.
سُمي تشتت تومسون للأشعة السينية على اسم جوزيف جون تومسون مكتشف الإلكترون: وهو أول من وصف كيف يبعثر الإلكترون الحر موجة كهرومغناطيسية.
في رواية لاري نيفين «عالم الحلقة»، يستخدم الأبطال مبدأً مشابهًا — تبعثر الإشعاع — لدراسة خصائص مواد غير مألوفة على الحلقة.