Un cartógrafo recibe una hoja con las distancias entre cientos de islas sin nombre. Ninguna isla está etiquetada, pero las distancias se repiten, forman triángulos y cuadriláteros. Con esas repeticiones, el cartógrafo reconstruye el mapa del archipiélago, sin saber cómo se llama cada isla. Así funciona aproximadamente el nuevo trabajo sobre espectroscopía molecular.
Antes, para entender el espectro de una molécula, era necesario «asignar» las líneas, es decir, asociar cada una a un par de niveles de energía. Para ello se construía un modelo que describiera la energía de la molécula y se ajustaba manualmente a los datos. Para moléculas con espectros densos, como el metano o el agua, miles de líneas quedaban sin asignar. El nuevo trabajo elimina esta barrera: los niveles se reconstruyen directamente de las frecuencias crudas, sin modelo y sin nombres.
El algoritmo busca diferencias de frecuencia que se repiten. Si dos líneas están separadas por la misma brecha energética, es como dos caminos entre las mismas islas. El cierre de cuatro de estos caminos, los «ciclos de cuatro», revela la posición de los niveles mismos. De las 686 líneas no asignadas del agua en el rango de 1537 a 1605 nm, el algoritmo ensambló 158 niveles, agrupados en dos redes.
El mapa está ensamblado sin un solo nombre. Las islas están colocadas en su lugar y las distancias entre ellas se conocen con precisión de metro, pero el algoritmo no sabe cómo se llama cada isla. Los nombres pueden añadirse después, comparando con mapas conocidos. Lo importante es que el mapa ya existe y es más preciso que los anteriores.
Esta es la primera demostración de reconstrucción independiente del modelo de la red energética de una molécula con precisión de kilohercios. El método abre el camino a la construcción automática de bases de datos espectroscópicas para moléculas donde el análisis tradicional se ahoga en la densidad de líneas. El cartógrafo ya no tiene que esperar a que alguien etiquete las islas.
La longitud efectiva de absorción en la cavidad SCALS es de unos 28 km, como si la luz atravesara una muestra de la longitud de una maratón, aunque la celda en sí mide solo 42 cm.
La idea de recuperar una estructura oculta a partir de mediciones indirectas recuerda a las tramas donde se reconstruye un mapa de un territorio desconocido a partir de fragmentos de datos. En la novela «Contacto» de Carl Sagan, la señal de los extraterrestres contiene instrucciones para construir una máquina, y aquí también, a partir de frecuencias dispersas, se ensambla una red completa de niveles.