تشبه العديد من التحولات الكيميائية تركيب أثاث في ظلام دامس: ترى القطع الأولية والخزانة الجاهزة، لكن عملية التركيب نفسها تبقى لغزًا. الحالات الوسيطة — كوضعيات يد الحرفي غير الموفقة — تختفي بسرعة أكبر من أن تُرى. النهج الجديد الموصوف في المقال يستخدم الرنين المغناطيسي النووي كرادار حساس قادر على التقاط هذه الأشكال العابرة.
يقوم الأسلوب على نمط المبادرة الحرة الثابتة (SSFP). يمكن تشبيهه بتأرجح أرجوحة بدفعات قصيرة منتظمة: إذا وافقت الإيقاع، دخلت الأرجوحة في تأرجح مستقر يعتمد على قوة الدفعات وعلى التردد الذاتي للأرجوحة. هنا، تلعب سلسلة من النبضات الراديوية بزاوية انحراف محددة وفواصل زمنية بينها دور الدفعات. هكذا ينشأ إشارة مستقرة حساسة لأدق التغيرات في الجزيء. عندما تتحول صورة من المادة إلى أخرى، تغير الإشارة "لونها" — ويمكن من خلالها استعادة عدد الحالات الوسيطة، ومدة بقائها، وما الذي ميزها عن الحالات الأصلية.
اختبر المؤلفون الفكرة على مركبات نموذجية بسيطة. اتضح أن SSFP يعطي شيئين في آن واحد: صورًا حتى لأندر الحالات الوسيطة (حتى كسور من المئة) وسرعات دقيقة لتحولاتها المتبادلة. الأمر كما لو أن جهازًا واحدًا يقيس طول الشخص ووزنه دون الحاجة إلى إجراءين منفصلين. الحسابات النظرية، المؤكدة بالمحاكاة الحاسوبية، سمحت باشتقاق معادلات ملائمة للتفاعلات البطيئة والسريعة. الآن، يستغرق ملاءمة البيانات التجريبية دقائق بدلًا من ساعات.
هكذا يحول "الرادار" المكون من نبضات راديوية الغرفة المظلمة للحركية الكيميائية إلى مسرح مضاء، حيث تظهر كل خطوة من خطوات التفاعل بوضوح. في المستقبل، قد تساعد الطريقة في فهم عمل الإنزيمات، وطي البروتينات، وغيرها من العمليات التي تلعب فيها الحالات قصيرة العمر دورًا محوريًا.
كان نمط المبادرة الحرة الثابتة معروفًا منذ خمسينيات القرن العشرين، لكن إمكاناته في الحركية الكيميائية لم تُكتشف إلا الآن، عندما سمحت القدرات الحاسوبية بتحليل الإشارات المعقدة بسرعة.
في رواية "آلة الفروق" لويليام جيبسون وبروس ستيرلينغ، تتنبأ الأجهزة الحاسوبية بسلوك الأنظمة المعقدة — والطريقة الجديدة للرنين المغناطيسي النووي تخطو خطوة نحو هذا التنبؤ على المستوى الجزيئي.