Un peigne ordinaire sépare les cheveux en mèches régulières. Un « peigne » laser fait de même avec la lumière : il n'émet pas une seule couleur, mais des milliers de couleurs, espacées par des pas de fréquence strictement identiques. Cet outil a déjà permis de mesurer le temps avec une précision de l'ordre du milliardième de seconde et de scruter l'intérieur des atomes.

Mais le peigne a une limite : il fonctionne mal dans l'ultraviolet profond, là où la lumière est si énergétique qu'elle arrache les électrons des molécules. C'est précisément dans cette région que se trouvent les « empreintes digitales » clés de nombreuses substances : ammoniac, acétylène, eau. Pour y accéder, les chercheurs ont placé le peigne directement dans la cavité laser — une enceinte où la lumière rebondit entre des miroirs et s'amplifie. À l'intérieur de la cavité, la lumière traverse le gaz et génère des harmoniques — des ondes dont la fréquence est plusieurs fois supérieure à celle d'origine. Ainsi, d'un seul peigne infrarouge est né tout un éventail de peignes ultraviolets.

À l'aide de deux de ces peignes, éclairant simultanément, les auteurs ont mesuré comment des échantillons d'acétylène et d'ammoniac à température ambiante absorbent la lumière aux longueurs d'onde de 210 et 149 nanomètres. Les spectres obtenus ont révélé une structure fine, estompée par l'agitation thermique des molécules (l'effet Doppler — le même qui modifie le ton de la sirène d'une voiture qui passe). La précision des mesures s'est avérée absolue en fréquence : la position de chaque raie est connue avec une incertitude inférieure au milliardième.

Désormais, les spectroscopistes disposent d'un outil fiable pour les molécules les plus récalcitrantes. On pourra étudier plus précisément comment se déroulent les réactions chimiques dans les atmosphères des planètes, dans les flammes ou dans les nuages interstellaires — là où les méthodes ordinaires capitulent devant l'ultraviolet profond.